Ultraschallschweißen eignet sich besonders für das Verschweißen von thermoplastischen Kunststoffen. Beim Ultraschallschweißen von Kunststoffen werden Ultraschallwellen mit Frequenzen von 15 – 70 kHz verwendet. Mit einer Amplitude von 5 – 50 μ m werden die Schwingungen durch die Sonotroden in das Bauteil eingeleitet. Reibungswärme entsteht und führt zur Schmelze. Unter zusätzlichem Druck können die Kunststoffe dann gefügt werden. Um mit Ultraschall punktgenau schweißen zu können, muss die Energie der Schallwellen gebündelt werden. Schweißen von Kunststoffprodukten. Das geschieht durch die Geometrie der Werkzeuge (Sonotroden und Ambosse) oder des Kunststoffs selbst (Nahtgestaltung). Spitzen oder Kanten an der Naht können die Energie fokussieren und werden deshalb Energierichtungsgeber (kurz: ERG) genannt. Das Ultraschallschweißverfahren bietet eine Reihe von Vorteilen. Die Wichtigsten sind: Zeitersparnis: In Sekundenbruchteilen werden die Kunststoffe verschweißt. Anlauf- und Wartezeiten für das Aufheizen und Abkühlen der Werkzeuge fallen beim Ultraschallschweißen weg.
Urheberrecht: © KEmikro Durch Ultraschallschweißen werden Vertiefungen, die z. B. durch Ultraschallheißprägen hergestellt wurden, verschlossen, sodass gegebenenfalls abgeschlossene Hohlräume entstehen [65, 24]. In der Regel werden beim Ultraschallschweißen so genannte Energiedirektoren durch den Ultraschall aufgeschmolzen. Die Ultraschallschwingungen schmelzen die Energiedirektoren auf, weil nur sie in direktem Kontakt zum Fügepartner stehen und dort Reibungswärme entsteht. Der Kunststoff, aus dem die Energiedirektoren bestanden, bildet so eine Art Klebstofffilm, der die Fügepartner mit einander verbindet. Der gesamte Schweißvorgang inklusive Erstarren der Schmelze nimmt etwa eine Sekunde in Anspruch. Es ist auch möglich, mehrere Ebenen von Mikrokanälen übereinander zu schweißen. Ein gutes Beispiel hierfür ist der Mikrowärmetauscher, bei dem drei fluidische Ebenen aufeinander und dann noch eine Anschlussplatte aufgeschweißt wurde [19]. Ultraschallschweißen von Kunststoffen | SpringerLink. Film zu Ultraschallheißprägen und -schweißen inklusive Werkzeugherstellung Wenn vor dem Schweißen ein Schlauch in einen passenden Graben eingelegt wird, dann wird er beim Aufschweißen einer Deckelfolie mit eingeschweißt und es entsteht ein fluidischer Anschluss an eine Küvette oder ein mikrofluidisches System.
Generell gilt, dass nur ähnliche amorphe Polymere eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, miteinander verschweißt werden zu können. Die chemischen Eigenschaften eines jeden teilkristallinen Materials machen jedes nur mit sich selbst kompatibel. Wenn die zu verschweißenden Materialien kompatibel sind, können verschiedene andere Faktoren die Schweißbarkeit der Teile beeinflussen. Zu diesen Faktoren gehören Hygroskopizität, Formtrennmittel, Schmiermittel, Weichmacher, Füllstoffe, Flammschutzmittel, Mahlgut, Pigmente und Harzsorten. LEITFADEN ZUM ULTRASCHALLSCHWEISSEN HERUNTERLADEN Überlegungen zum Verbindungsdesign Das Schweißnahtdesign der zu verbindenden Teile ist entscheidend für das Erreichen optimaler Schweißergebnisse. Das Verbindungsdesign eines bestimmten Teils hängt von Faktoren wie der Art des Kunststoffs, der Teilegeometrie und den Anforderungen an die Schweißnaht ab. Es gibt viele verschiedene Gestaltungsmöglichkeiten, jedes mit seinen eigenen Vorteilen. Ultraschall. Einige dieser Konstruktionen werden später in diesem Abschnitt besprochen.
Innovative Marktneuheit aus Ost-Europa - eine Ultraschallschweißanlage der Baureihe 12, die im oberen Teil des Artikels illustriert ist. Wie beim Vorgänger nutzt die oben genannte Anlage als Hauptquelle die Energie aus einen Ultraschall-Generator, doch unterscheidet sie sich durch Funktionalität und innovativer Baustruktur. Der Hauptunterschied ist, dass die Einstellungen jetzt auch während des Impulsschweißens verändert werden können. Diese Notwendigkeit kann beim Auswählen von bestimmten technischen Modi in Zusammenhang mit Bindungsstoffen und der Konstruktion der zu bearbeitenden Elemente entstehen. Allgemein bekannt ist, dass die eingehende Energie abhängig von 3 Parametern ist: Druck P Amplitude A Zeit des Schweißimpulses T (Im Rahmen des gegebenen Artikels nehmen wir an, dass die Amplitude A von der Schweißkraft P unabhängig ist. ) Bild 1. Das Verhalten des Drucks Р und der Amplitude A während des Schweißimpulses. Während des Schweißimpulses auf der genannten Anlage der Baureihe 12 kann man den Druckparameter von niedrig auf hoch und umgekehrt verändern, aber die Amplitude nur in die Richtung ihrer Reduktion.
Teilkristallin sind Kunststoffe, die in ihrer morphologischen Struktur, sowohl geordnete, kristalline als auch amorphe Bereiche besitzen (Quelle: Grundwissen Kunststoffe). Amorphe Kunststoffe Amorphe Kunststoffe sind in der Regel hart und haben einen günstigen Übertragungskoeffizienten für Ultraschall-Schwingungen. Aus diesem Grund ist es möglich, die eingeleitete Energie über größere Entfernungen bis an die Nahtstelle zu bringen. Für die Bearbeitung von amorphen Kunststoffen wird weniger Energie benötigt, im Vergleich zu teilkristallinen Kunststoffen.
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