Kunststoff-Verbindungstechnik in der Automatisierung

Ultraschall-Schweißen beschleunigen

Um bis zu 1 Sekunde pro Schweißpunkt lässt sich Ultraschall-Schweißen beschleunigen beim Einsatz vorgespannter Schweiß-Einheiten.

Kompakte Ultraschallvorschubeinheiten (VE) mit geringem Gewicht eignen sich zum schnellen und energiearmen Fügen von Kunststoffteilen in automatisierten Anwendungen. Das Vorspannen der pneumatischen Zylinder spart laut Anlagenhersteller zusätzliche Zeit - bis zu 1 Sekunde pro Schweißpunkt. Das macht die Technik vor allem bei Anwendungen mit vielen Schweißpunkten interessant.

Beim Vorspannen wird der Zylinder bereits pneumatisch ausgefahren, bevor das Schweißwerkzeug aufsetzt. Damit kann die Maschine sofort mit dem Schweißprozess beginnen. Beim Einschweißen eines Akustikschaumes für den Motorinnenraum mit bis zu 20 Schweißpunkten mit einem Roboter sei eine Einsprung bis 20 Sekunden pro Bauteil  - mit entsprechenden Kostensenkungen - möglich.

In automatisierten Linien können auch mehrere Ultraschall-Schweißsysteme als Multihead-Applikationen zum Einsatz kommen. Speziell für die Automation wurde die Schweißköpfe der Produktlinie Slimline entwickelt, die mit den Frequenzen 20, 30 und 35 kHz und mit Leistungen bis 6200 Watt zur Verfügung steht. Bei Roboteranwendungen kommt aus Gewichtsgründen meist die noch kleinere 35 kHz VE Compactline zum Einsatz. Dafür werden auch die neuen HiQ-Steuerungskonzepte angeboten, die sich der Komplexität der Fügeaufgabe anpassen. Sie sollen sich durch einfache Einbindung in die Gesamt-Steuerungsarchitektur auszeichnen.

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Die Geschwindigkeit des Ultraschallschweißens mache das Verfahren trotz höherer Anfangsinvestitionen für die Massenproduktion attraktiv. Bis 60 Takte pro Minute lassen sich realisieren, abhängig von den benötigten Schweißzeiten, die zwischen 200 und 800 ms liegen. Die kalten Schweißwerkzeuge benötigen keine Aufwärmphase und stehen jederzeit ohne Erhaltung eines bestimmten Temperaturniveaus zur Verfügung. Voraussetzung ist jedoch eine günstige Bauteilgestaltung, um die Ultraschallschwingungen in der Fügezone bestmöglich zu fokussieren.

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