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Das Prinzip der Energiefokussierung

Das Geheimnis des Ultraschallschweißens ist die Bündelung des Schalls durch den Energierichtungsgeber. So kann lokal eingegrenzte Wärme und daraus resultierend Schmelze erzeugt werden – bei geringem Energieverbrauch. Großflächige Kontaktbereiche sind hier kontraproduktiv; sie erfordern hohe Leistung und erzielen nur eine undefinierbare Flächenfügung mit schlechter Festigkeit.

Energiefokussierung wird erreicht durch:

  • Energierichtungsgeber (ERG)
  • Sonotrodendesign
  • Konturierung der Amboss-Struktur

 

 

 

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Nahtgestaltung

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Nahtgestaltung

Fokussierung durch eine Schweißgeometrie am Kunststoffteil selbst. Spritzgegossene, thermogeformte oder auch blasgeformte Teile weisen daher oft speziell geformte Bereiche in der Fügezone auf. Man spricht von der Nahtgestaltung, z.B. in Form einer Spitze oder Kante. Diese speziellen geometrischen Merkmale heißen Energierichtungsgeber (ERG). Mithilfe dieser definierten, kleinen Kontaktflächen gelingt eine gezielte, lokale Einleitung der Ultraschallenergie in die Fügezone. 

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Nahtgestaltung
Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Nahtgestaltung

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch Sonotrodendesign

Fokussierung durch die Form der Sonotrode (Schweißwerkzeug); z.B. beim Prozess des Ultraschallnietens übernimmt die Sonotrode selbst die Aufgabe, die Energie zu bündeln. Die Zentrierspitze dient als Anschmelzhilfe.

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Amboss-Struktur

Möglichkeiten der Energiefokussierung durch unterschiedliche Amboss-Strukturen

Fokussierung durch die Konturierung der Amboss-Struktur bei Endlosware wie Folien, Kartonagen und Vliesstoffen. Die lokale Verformung wird durch Amboss- oder auch Sonotrodenkonturen erreicht.

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