Wie funktioniert das Siegeln mit Ultraschall?
Schweißwerkezuge (Amboss oder Sonotroden) fokussieren die Energie des Ultraschalls auf die Stelle, an der geschweißt werden soll und Reibungswärme entsteht. Die Siegelzeit liegt zwischen 100 und 200 Millisekunden. Im Gegensatz zum Heißsiegeln wird die benötigte Wärme bei der Ultraschalltechnologie nur innerhalb der zu verschweißenden Materialien erzeugt.
Die Werkzeuge bleiben kalt und unterstützen das Abfließen der Wärme. Die Warmnahtfestigkeit (Festigkeit der Naht direkt nach dem Schweißen ohne abkühlen) ist deutlich höher als bei anderen Schweißmethoden.
Damit punktgenau geschweißt werden kann, muss die Energie der Ultraschallwellen fokussiert werden (Energiefokussierung). Das funktioniert entweder über die Werkzeuggeometrie oder die Nahtgestaltung am Werkstoff. Bei der Nahtgestaltung hat der Bereich, in dem der Werkstoff gefügt werden soll, spezielle Formen wie Spitzen oder Kanten. Bei der Werkzeuggeometrie sind Sonotrode oder Amboss speziell geformt, um die Energie zu fokussieren.
Ultraschall-Siegeln eignet sich besonders für thermoplastische Verpackungsmaterialien, wie sie in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt werden. Dazu zählen PE, PP, PET und PS sowie Mehrschichtfolien und Laminate, bei denen mindestens eine Schicht aus einem thermoplastischen Material besteht.
Auch nachhaltige Verpackungsmaterialien lassen sich mit Ultraschall zuverlässig versiegeln. Dazu gehören papierbasierte Verpackungen mit oder ohne thermoplastische Beschichtung sowie zahlreiche Monomaterial-Strukturen, die für eine verbesserte Recyclingfähigkeit entwickelt wurden.
Ultraschall-Siegeln unterstützt Hersteller dabei, Nachhaltigkeitsvorgaben wie die EU-Verpackungsverordnung PPWR (Packaging and Packaging Waste Regulation) zu erfüllen, indem es materialeffiziente und recyclingfähige Verpackungen ermöglicht.
Die Technologie eignet sich hervorragend für Monomaterial-Strukturen sowie papierbasierte Verpackungen mit thermoplastischen Beschichtungen – beides wichtige Voraussetzungen für die Einhaltung der PPWR-Anforderungen. Da die Energie beim Ultraschall-Siegeln gezielt in die Siegelzone eingebracht wird, lassen sich selbst dünnere Verpackungsmaterialien zuverlässig und prozesssicher verschließen.
Darüber hinaus können mit Ultraschall auch Verpackungen sicher versiegelt werden, wenn sich Produktreste wie Flüssigkeiten oder Pulver im Siegelbereich befinden. Dadurch sinken Ausschuss, Nacharbeit und Verpackungsabfälle deutlich. Gleichzeitig kann die Siegelnaht wesentlich schmaler gestaltet werden, was zusätzlich Material spart.
Zudem benötigt das Verfahren weniger Energie als konventionelle Siegeltechnologien. So trägt Ultraschall-Siegeln zu einer besseren Umweltbilanz bei, ohne Kompromisse bei Nahtqualität, Dichtigkeit oder Lebensmittelsicherheit einzugehen.
Ultraschall-Siegeln bietet klare Vorteile gegenüber konventionellen, thermischen Verfahren, insbesondere bei Lebensmittelverpackungen.
Beim Versiegeln mit Ultraschall wird Energie gezielt in die Siegelzone eingebracht. Zentrale Prozessparameter wie Amplitude, Kraft, Zeit und Energie werden präzise gesteuert und überwacht. Dies ermöglicht einen stabilen und reproduzierbaren Siegelprozess.
Dadurch entstehen auch bei Produktrückständen im Nahtbereich feste und zuverlässige Siegelnähte, was den Ausschuss deutlich reduziert. Die präzise Prozesskontrolle ermöglicht zudem kurze Zykluszeiten, einen geringeren Energieverbrauch sowie das sichere Versiegeln dünnerer oder recyclingfähiger Materialien. Insgesamt trägt dies zu einer höheren Prozesseffizienz bei und unterstützt gleichzeitig Qualitäts- und Nachhaltigkeitsziele.
Die beste Möglichkeit um herauszufinden, ob Ihre Verpackung mit Ultraschall versiegelt werden kann, ist durch praktische Tests.
Verpackungsmaterialien, Produkteigenschaften und Prozessanforderungen variieren stark – insbesondere in der Lebensmittelverpackung. Daher bieten wir Versuche in unseren hochmodernen Ultraschall-Laboren an, in denen Ihre Originalmaterialien und Verpackungsformate analysiert und unter produktionsnahen Bedingungen versiegelt werden.
Auf Basis dieser Tests lassen sich Siegeleignung, Nahtqualität sowie Prozessstabilität eindeutig validieren. Dies schafft eine verlässliche Entscheidungsgrundlage und reduziert technische Risiken vor der Implementierung.
Ja. Ultraschall-Siegeln kann den Output von Verpackungslinien erhöhen, da der Prozess schnelle, präzise kontrollierte und reproduzierbare Siegelzyklen ermöglicht. Da die Energie gezielt in die Siegelzone eingebracht wird, verkürzen sich die Siegelzeiten und Prozessunterbrechungen werden minimiert.
Beispielsweise kann eine Erhöhung der Liniengeschwindigkeit von 40 auf 50 Packungen pro Minute zu einem 25% höheren Output führen – das entspricht bis zu 600 zusätzlichen Packungen pro Stunde. Die tatsächlichen Leistungsgewinne hängen jedoch von Material, Anwendung, Maschineneinstellung und der gesamten Linienkonfiguration ab.
Ja. Ultraschall-Siegeln ist besonders effektiv, wenn sich Produktrückstände wie Feuchtigkeit, Fasern oder Pulver im Siegelbereich befinden. Die Vibrationen des Ultraschalls verdrängen Verunreinigungen aus dem Nahtbereich und ermöglichen so zuverlässige, dichte und prozesssichere Siegelnähte.
Damit eignet sich die Technologie sehr gut für Lebensmittelverpackungen, bei denen saubere Siegelbereiche nur schwer sicherzustellen sind, etwa bei Milchprodukten, Flüssigkeiten, Pulvern, Salaten, Tiernahrung und vergleichbaren Anwendungen.
Ultraschall-Siegeln eignet sich besonders für Verpackungsanwendungen, die schnelle, zuverlässige und dichte Siegel erfordern – auch bei vorhandenen Produktrückständen im Siegelbereich. Typische Anwendungen sind Beutel, Becher, Trays, Pillow Bags, Kartonverpackungen, Kapseln sowie weitere thermoplastische Verpackungsformate in Bereichen wie Milchprodukte, Lebensmittel, Tiernahrung, Medizin und Konsumgüter.
Insbesondere profitieren Anwendungen mit sensiblen Produkte, recyclingfähigen Monomaterialien, hohen Liniengeschwindigkeiten sowie anspruchsvollen Anforderungen an die Nahtqualität. Die konkrete Eignung hängt von Material, Verpackungsgeometrie, Produkteigenschaften und Leistungsanforderungen ab.
Um zu bewerten, ob Ultraschall-Siegeln die richtige Lösung für Ihre Anwendung ist, können Sie direkt mit Ihrem Trusted Advisor zusammenarbeiten und Versuche mit Ihren Originalmaterialien in unserem Ultraschall-Labor durchführen.
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