Simulation

Annina Schopen,

Ultraschallschweißen anspruchsvoller 3D-Geometrien

Sonotrodenkonturen in Verbindung mit 3D-Schweißkonturen waren Thema des Projekts "Probekörper für das Ultraschallschweißen anspruchsvoller 3D-Geometrien", das Barlog Plastics für Herrmann Ultraschalltechnik umgesetzt hat.

Werkzeug mit finalem Bauteil © Barlog

Das Ultraschallschweißen von 3D-Geometrien ist zwar in der Produktion ein sicheres und benutzerfreundliches Verfahren, doch es ist Schweiß-Know-how nötig aufgrund einer hohen Anwendungskomplexität. Die Sonotrode muss das komplette Bauteil aufnehmen, was oft komplikationsanfällig ist. Das physische Kunststoffbauteil weicht häufig in Größe und Geometrie durch Schwindung und Verzug vom CAD-Modell ab, was zu einer ungleichmäßigen Schweißung und Druck- oder Glanzstellen auf der Oberfläche des Bauteils führt. Diese Bauteildefizite sind durch Konturkorrekturen, die diese Defizite berücksichtigen, an der Sonotrode kompensierbar.

Im Projektverlauf wurde das Design des 3D-Modells, hier ein Delfin, weiter perfektioniert mit dem Ziel, die optische Erwartung mit der kunststoffgerechten Auslegung zu vereinen. Nach der Erstellung des finalen 3D-Modells erfolgte eine Spritzgusssimulation der beiden zu verschweißenden Halbteile des Delfins; die Simulation ermöglichte eine Prognose über etwaige Spritzgießfehler und Verzug bei Erkaltung des Materials. Vor allem würde ein potenzieller Verzug bei der nachfolgenden Verschweißung Probleme bereiten. Auch unerwünschte Bindenähte beim Zusammentreffen vom Schmelzfronten waren zu vermeiden ebenso wie mögliche Verbrennungen durch Lufteinschlüsse.

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