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Die Wissensdatenbank mit Begriffen rund um's Thema Kunststoff
In diesem kostenfreien Onlinenachschlagewerk finden Sie zahlreiche Begriffserklärungen zum Werkstoff Kunststoff. Diese sind gerade auch für Quereinsteiger eine kleine Starthilfe in die umfangreiche Welt der Kunststoffverarbeitung.
Ultraschallschweißen von Kunststoffen
Beim Ultraschallschweißen handelt es sich um ein hochfrequentes Reibschweißverfahren, bei dem die zum Schweißen notwendige Wärme durch den Einsatz von Ultraschall erzeugt wird. Dabei werden Thermoplaste durch mechanische Schwingungen lokal aufgeschmolzen und unter Druck verschweißt werden. Hierfür werden die Fügepartner zunächst zusammengepresst, bevor mittels einer oder mehrerer Sonotroden Ultraschall in das Bauteil eingeleitet wird. Der Schall durchläuft den Kunststoff und wird in der Fügezone durch sogenannte Energierichtungsgeber konzentriert. Die ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Energierichtungsgeber schmelzen dabei auf und bilden eine Schmelzeschicht in der Fügezone. Sind die Energierichtungsgeber vollständig geschmolzen, stoppt die Schalleinleitung und die Kunststoffschmelze kühlt unter Druck ab. Sehr schnelles Verfahren mit Schweißzeiten unter einer Sekunde. Üblicherweise für kleine bis mittelgroße Bauteile mittels Ultraschall geschweißt. Die Arbeitsfrequenz liegt beim Ultraschallschweißen typischerweise zwischen 20.000 Hz und 40.000 Hz. Die Schalleinleitung erfolgt i.d.R. im Abstand unter 6 mm zur Schweißzone.
Typische Einsatzgebiete sind vor allem kleinere Bauteile mit hohen Stückzahlen. Das Fügeverfahren kommt deshalb in Anwendungen wie der Medizintechnik, dem Automobilbau, der Herstellung von Elektronikgehäusen oder Konsumgütern zum Einsatz. Typische Thermoplaste im Ultraschallschweißen sind ABS, Polyamid, Polycarbonat, Polystyrol, Polypropylen und PMMA.
Vorteile sind die sehr kurzen Zykluszeiten, die hohe Automatisierbarkeit, die sehr lokale und präzise Erwärmung (was energieeffizient und materialschonend ist, da nur die Schweißzone erwärmt wird) und die Möglichkeit, auch sehr komplexe Geometrien gut verschweißen zu können.
Nachteile sind die sichtbare Schweißnaht, die Begrenzung auf relativ kleine Bauteile und die Empfindlichkeit gegenüber Spalten etc. (sehr enge Toleranzen für die Bauteile).
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