Neue Technologie zum Fügen von Kunststoffteilen

Dec 13, 2023

Rinco Ultraschall USA Inc.

Traurigkeit

MS Ultraschall-Technologiegruppe

Telsonic Ultraschall Inc.

Emerson

Herrmann Ultraschall Inc.

Dank der Rückmeldung von Kraftmessdosen, Encodern und anderen Sensoren bieten die heutigen mikroprozessorgesteuerten Kunststoffschweißgeräte eine außergewöhnliche Kontrolle über jeden Aspekt des Fügeprozesses. Abhängig von der Maschine können Ingenieure Stößelkraft, Stößelgeschwindigkeit, Amplitude, Leistung, Energie, Schweißabstand, Schweißzeit und Haltezeit überwachen und steuern. Diese Parameter können einzeln oder in Kombination gemessen werden, um in jedem Zyklus eine gute Schweißnaht zu erzeugen, unabhängig von der Größe, Form oder Zusammensetzung der Teile.

Hier ein Blick auf die neueste Technologie zum Schweißen von Kunststoffteilen.

Ultraschallschweißgerät montiert mittlere und große Teile

Das pneumatische Ultraschallschweißgerät Standard 3000 eignet sich für die Montage mittlerer bis großer Kunststoffteile. Das 20-Kilohertz-Schweißgerät kann eine maximale Kraft von 3.000 Newton aufbringen und hat einen maximalen Hub von 100 Millimetern. Für präzise Schweißanwendungen kann die Hublänge in 0,01-Millimeter-Schritten eingestellt werden. Die Maschine kann 32 Parametersätze speichern. Die Maschine kann zum Schweißen, Schneiden und Stanzen von thermoplastischen Teilen, Vliesstoffen, Textilien und Folien eingesetzt werden. Es kann auch zum Einbetten von Metalleinsätzen in Kunststoff verwendet werden. Die Maschine kann in einem Lärmschutzgehäuse untergebracht oder in automatisierte Montagelinien integriert werden. Eine Variante, der Standard 3000 CR, ist für den Einsatz in Reinräumen der ISO-Klasse 6 zertifiziert. Besuchen Sie dieses Unternehmen auf der Assembly Show South vom 4. bis 6. April in Nashville.

Rinco Ultraschall USA Inc.

www.rincoultrasonics.com

Niederfrequenz-Vibrationsschweißgerät

Der LFVW 6970 mit Melt-Match ist eine neue Reihe servoangetriebener Niederfrequenz-Vibrationsschweißgeräte für die Präzisionsmontage großer thermoplastischer Teile. Die Servoantriebstechnologie ermöglicht eine schnelle Annäherung des Stößels an das Werkstück, was die Zykluszeit verkürzt und gleichzeitig eine optimale Kontaktkraft bietet, was die Konsistenz und Qualität verbessert.

Die Maschine ist als einteilige Konstruktion konzipiert, die einen Schaltschrank, eine Schallschutzhaube und einen robusten Rahmen umfasst. Dies verkürzt die Installationszeit und verlängert die Lebensdauer der Maschine. Es ist nicht erforderlich, die Maschine zu zerlegen und wieder zusammenzubauen, um sie von einem Standort zum anderen zu transportieren.

Die Melt-Match-Technologie ermöglicht eine geschlossene Regelung des Schweißprozesses. Es erkennt den Übergang vom festen zum geschmolzenen Zustand. Anschließend steuert es den Schmelzfluss des Kunststoffs während der Schweißung und später beim Übergang vom geschmolzenen Material zurück zum festen Zustand genau. Durch die digitale Kraftmessung können Ingenieure den Auslöser und die Schweißkraft besser kontrollieren. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Schmelze und eine hermetische Abdichtung und hilft, Verformungen der Schweißnähte und Kaltschweißungen zu vermeiden. Kraft und Schweißgeschwindigkeit können in 10 unabhängigen Segmenten programmiert werden, um sie an die Schmelzflussrate des Materials anzupassen.

Die Maschine ist „Industrie 4.0-fähig“ und bietet Fernkonnektivität für schnellere Diagnose, Datenerfassung und Service. Die Maschine ist mit einer benutzerfreundlichen HMI-Software zur effizienten Prozesssteuerung ausgestattet, die eine Echtzeit-Grafik von Amplitude, Kraft und Einsturzweg ermöglicht. Die HMI-Software speichert 200 Schweißkonfigurationen. Kontrollen am Werkzeug stellen sicher, dass Teile vorhanden sind und an Ort und Stelle gehalten werden.

Die Maschine verfügt über vier durchgehend gestützte Schienen mit acht hin- und hergehenden Lagern, um Tischflattern zu vermeiden, die Tischausrichtung zu verbessern und unerwünschte Maschinenresonanzen zu beseitigen. Die große mechanische Masse des linearen Vibrationskopfes in Verbindung mit der soliden, geschweißten Stahlrohrrahmenkonstruktion verhindert Maschinenausfälle aufgrund des Vibrationsprozesses und sorgt für eine der leisesten Maschinen der Branche.

Zu den Optionen gehören eine automatische Lade- und Entladestation, Taktförderer, einstellbare Sicherheitsschalter und ein Schnellwechselwagen.

Besuchen Sie dieses Unternehmen auf der Assembly Show vom 24. bis 26. Oktober in Rosemont, IL.

Traurigkeit

www.dukane.com

Servobetriebenes Ultraschallschweißgerät

Das servobetriebene Ultraschallschweißgerät sonxTOP verfügt über einen durchbiegungsfreien Rahmen. Dadurch kann der Schweißer während des Schweißzyklus Kräfte aufbauen, ohne die Parallelität zwischen Sonotrode und Teilen zu beeinträchtigen, was einen gleichmäßigen Kontakt während des Schweißzyklus gewährleistet. Bei einigen Ultraschallschweißsystemen stellt die Durchbiegung ein Problem dar, was zur Prozessinstabilität und zum Ausrichten von Vorrichtungen beiträgt. Der Schweißer kann Kräfte von 5 bis 3000 Newton aufbringen.

Eine einzigartige Fähigkeit der Maschine ist die Möglichkeit, Zugversuche durchzuführen. Wenn eine Zugkraftprüfung als Qualitätsspezifikation für den Auftrag erforderlich ist, kann der Schweißer so eingerichtet werden, dass er diese Zugkräfte direkt an der Maschine messen lässt, nachdem eine vorgegebene Anzahl von Schweißnähten hergestellt wurde.

Das Touchscreen-HMI der Maschine umfasst 30 E/A, unbegrenzte Datenspeicherung für alle geschweißten Teile für ein Jahr, Industrie 4.0-Kommunikation und digitale Verfolgung von Programmänderungen.

Es stehen Modelle mit Frequenzen von 20 bis 35 Kilohertz und Leistungen von 1.000 bis 6.000 Watt zur Verfügung. Die Maschine ist sowohl als Tisch- als auch als Inline-Konfiguration erhältlich.

Besuchen Sie dieses Unternehmen auf der Assembly Show vom 24. bis 26. Oktober in Rosemont, IL.

MS Ultraschall-Technologiegruppe

www.ms-ultrasonic.com

Hand-Ultraschallschweißgerät

Das HandyStar Energy ist ein handgehaltenes 35-Kilohertz-Ultraschallgerät zum Punktschweißen, Vernieten, Nieten, Crimpen und Schneiden.

Es liefert 600 Watt Spitzenleistung und 375 Watt Dauerleistung. Der Energiemodus steuert die pro Schweißung verbrauchte Energie. Dadurch ist trotz manueller Tätigkeit eine hohe Prozessstabilität gewährleistet. Zeitmodus und manueller Modus sind ebenfalls verfügbar.

Das Gerät basiert auf dem bewährten Multi-Application-Generator des Unternehmens, der für hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und geringen Wartungsaufwand sorgt. Die Konverterkühlung durch Druckluft ist im Gerät integriert und wird bei Bedarf automatisch zugeschaltet. Dadurch wird der Kühlluftverbrauch minimiert.

Die Steuerung speichert 16 Job-Setups und die Sonotrode kann für verschiedene Anwendungen ausgetauscht werden. Ein Schweißzähler gibt dem Bediener die Gewissheit, dass alle Schweißpunkte erledigt wurden.

Telsonic Ultraschall Inc.

www.telsonic.com

Ultraschallschweißgerät verfügt über den „Dynamikmodus“

Die Elite Precision+-Version des Ultraschall-Kunststoffschweißgeräts GSX-E1 verfügt über einen „dynamischen Modus“, der es Ingenieuren ermöglicht, mehrere Schweißparameter in Echtzeit zu überwachen, neu zu berechnen und anzupassen und die Schweißleistung innerhalb eines vom Benutzer festgelegten Zielergebnisses, wie z. B. der Teilekompression, zu optimieren , Positionierung oder Zugkraft. Der dynamische Modus liefert konsistentere Ergebnisse, indem das Schweißen gemäß dem Konstruktionsprofil des Teils und nicht anhand eines einzelnen Parameters erfolgt.

Möglich machen dies ein fortschrittlicher elektromechanischer Schweißaktuator, neue Ultraschall-Schweißalgorithmen, Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation und eine erhöhte Rechenleistung. Die aktualisierte Software unterstützt eine robustere Automatisierung und eine schnellere Reaktion des Aktors bei der Verbindung mit SPS und gibt Ingenieuren mehr Flexibilität beim Entwickeln und Löschen anwendungsspezifischer Schweißrezepte.

Um ein Schweißgerät mit dynamischem Modus zu verwenden, wählt der Techniker den Einzelparameter-Schweißmodus aus, der die besten Anwendungsergebnisse liefert. Anschließend gibt der Ingenieur zwei anwendungsspezifische „Scores“ ein, die als Grenzwerte für die Aktivität im dynamischen Modus dienen. Bei der ersten handelt es sich um eine Materialdichtebewertung, die die Härte oder den Widerstand des zu schweißenden Materials charakterisiert. Ein niedriger Dichtewert bedeutet ein härteres, widerstandsfähigeres Material. Bei der zweiten handelt es sich um eine Schweißreaktivitätsbewertung, die die Reaktionszeit feinabstimmt, die der Schweißer benötigt, um die gewünschte Dichteeinstellung zu erreichen. Im Betrieb überwacht der dynamische Modus jeden Schweißzyklus und nutzt dabei die Dichte- und Reaktivitätsgrenzen, um den Zyklus als Reaktion auf spezifische Schwankungen von Teil zu Teil während der Produktion zu optimieren.

Das Ultraschallschweißen im dynamischen Modus kann Einzelparameter-Schweißmodi übertreffen, wenn:

Denken Sie beispielsweise an die Notwendigkeit, eine formschlüssige, wasserdichte Kunststoffabdeckung auf das Gehäuse eines kleinen elektronischen Geräts zu schweißen. Die Abdeckung ist eng konturiert, um die elektronischen Komponenten zu umschließen. Die Abdeckung muss spaltfrei und wasserdicht verklebt werden, der Schweißprozess und die Abdeckungsstruktur dürfen jedoch nicht die direkt darunter liegende Elektronik berühren oder komprimieren. Aufgrund der normalen Teilevariabilität könnte die Verwendung eines Einzelparameter-Schweißmodus, wie z. B. der Kollapsstrecke, einen übermäßigen Druck auf die Abdeckung ausüben und die Elektronik beschädigen. Mit Hilfe der Materialdichte und der Reaktivitätswerte kann der dynamische Schweißmodus die Kollapsstrecke in jedem Schweißzyklus optimieren, um eine dichte Abdichtung zu gewährleisten, ohne die elektronischen Komponenten zu komprimieren.

Der dynamische Modus eignet sich auch zum Verkleben von Kunststoffbaugruppen, die komprimierbare Materialien enthalten. Stellen Sie sich zum Beispiel einen mit Elastomer gefüllten Zwei-Wege-Stiftstecker vor. Die Außenhülle des Steckverbinders besteht aus einem geformten Kunststoffbecher und einem Deckel, die Löcher enthalten, durch die metallische Verbindungsstifte ragen. Im Inneren sind die Stifte in einen komprimierbaren Kern aus Elastomerkunststoff eingebettet, auf dem sich ein aufschweißbarer Deckel befindet, der das Elastomer radial um die Stifte herum zusammendrückt. Trotz der unterschiedlichen Höhe der Elastomerkerne erfordert die Abdichtung des Kunststoffdeckels eine flache Passung.

Im dynamischen Schweißmodus ermöglicht der Dichtewert eine Anpassung von Schweißnaht zu Schweißnaht, die die unterschiedliche Konsistenz und Höhe des Elastomerkerns jedes Stopfens ausgleicht. Es stellt sicher, dass der Schweißauslöser die erforderliche Tiefe erreicht und den angegebenen Widerstand „spürt“, bevor er den Deckel verschweißt.

Emerson

www.emerson.com

Das Gehäuse isoliert den Schall vom Schweißprozess

Ultrasafe ist ein ergonomischer Arbeitsplatz für handbetriebene Ultraschallschweißanlagen. Eine Einhausung mit verstellbarer Hubtür schützt vor den beim Schweißen entstehenden hohen Geräuschen und ermöglicht gleichzeitig eine benutzerfreundliche Beladung der Maschine. Die gesamte Vorderseite der Maschine fährt nach oben und gibt so einen großen Arbeitsbereich frei. Dies gibt den Arbeitern mehr Flexibilität beim Laden von Teilen, Reinigen von Vorrichtungen und Wechseln von Werkzeugen. Um die Zykluszeit zu verkürzen, können Ingenieure variieren, wie weit sich das Gehäuse bewegt. Um Arbeitern unterschiedlicher Statur gerecht zu werden, lässt sich die Höhe des Arbeitstisches mit einem elektrischen Stellantrieb verstellen.

Herrmann Ultraschall Inc.

www.herrmannultrasonics.com