Der Unterschied zwischen Ultraschallschweisstechnologie und linearer Vibrationsschweisstechnologie besteht darin, dass es zum Verschweissen von grossen sowie 3D-geformten Bauteilen verwendet werden kann. Hierbei handelt es sich um ein Reibschweissverfahren, bei dem die Wärmeenergie durch Reibung zwischen den beiden Bauteilhälften in der Fügezone übertragen wird. Verglichen mit dem Ultraschallschweissverfahren wird beim Vibrationsschweissen mit viel niedrigeren Frequenzen und höheren Amplituden von bis zu 1,8 mm bei 240 Hz und 3,8 mm bei 100 Hz gearbeitet. Ein weiteres Merkmal sind die hohen Schweisskräfte, wodurch im Zusammenspiel mit den bereits erwähnten Parametern grössere Schweissflächen verarbeitet werden können. Die Werkzeugtechnik spielt daher eine sehr grosse Rolle, aufgrund der hohen wirkenden Kräfte während des Fügeprozesses.
Wir wenden unsere umfassende Kompetenz auf die Entwicklung von Werkzeugen und das Fügen von Kunststoffen bei der Arbeit mit Kunden an, um die Technologie für deren spezifische Komponenten und Applikationen zu konfigurieren. Im Entwurfsprozess muss insbesondere das schwingende Oberwerkzeug näher betrachtet werden und wir verwenden Finite Element Analysis (FEA), um die Stabilität zu bestätigen und zu gewährleisten, dass es die während des Schweissprozesses erzeugten Kräfte aufnehmen kann.
Anlagentechnik
Der elektromechanische Antrieb wird durch einen im Schaltschrank verbauten Generator angeregt. Die Anordnung im Schwingkopf im Zusammenhang mit den Federpaketen, ermöglicht das die Federn durch die Wechselwirkung der Magnetfelder in eine lineare Schwingung versetzt werden. Durch die Rückstellkraft der Federn und abschalten der elektromagnetischen Spulen kann das Schwingsystem exakt zurück in die Nullposition gebracht werden.
Die Phasen des Vibrationsschweissprozesses
Das Verfahren besteht aus folgenden Phasen: Feste Reibungsphase, instationäre Schmelzschichtbildung, stationäre Schmelzschichtbildung, Abkühl- oder Haltephase. Die feste Reibungsphase erzeugt eine geringe Menge an Abriebpartikeln (stark abhängig vom Material). Mit diesem Verfahren wird für jeden Thermoplasten eine optimale Schmelztemperatur auf der Fugenoberfläche erreicht.
- Phase 1: Feststoffreibung (Kaltanriebsphase), durch die Grenzflächenreibung werden die Fügeteile bis zur Schmelztemperatur erhitzt.
- Phase 2: Bildung instationärer Schmelze, sie ist gekennzeichnet durch eine zeitlich anwachsende Schmelzfilmdicke, in der die Energiezufuhr durch Scherung und Reibung in Wärme umgewandelt wird. Die Abschmelzung nimmt progressiv zu.
- Phase 3: Stationäre Phase, die Konstanz der Abschmelzgeschwindigkeit ist das Merkmal dieser Phase.
- Phase 4: Nachdruck und Abkühlphase.
Anwendungsbereiche in der Automobilindustrie
- Interieur, Exterieur und Motorraumbauteile
- Es können grosse Schweissflächen realisiert werden
- Im Allgemeinen können alle thermoplastischen Werkstoffe verschweisst werden. Eine Aufstellung finden Sie hier.
Kundennutzen
- Geeignet für fast alle Thermoplaste
- Fähigkeit zum Schweissen von grossen Kunststoffbauteilen
- Sehr kurze Prozesszeiten möglich
- Kommunikation mit externer Quelle wie z. B. Roboter, Fördersysteme usw. ist möglich
- Schnelle Verfahren zum Werkzeugwechsel
Branchen