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Produktion Automation www kunststoffmagazin de 19 Ultraschall-Lösung gefunden die optisch ein Top-Ergebnis liefert und zugleich eine feste Verbindung sicherstellt Optisch einwandfreie Fügeverbindung dank spezieller Werkzeugaufnahme Im Rahmen dieses Entwicklungsprozesses stellten vor allem die optischen Anforderungen das Ultraschall-Labor von Herrmann auf die Probe Das glänzende MABS-Material der Gehäuseschalen leitet Ultraschall sehr gut weiter sodass es nicht nur in der Fügezone sondern im gesamten Bauteil zu starken Schwingungen während des Schweißprozesses kommt Dadurch konnten an verschiedenen Stellen an denen das Bauteil in der Werkstückaufnahme aufliegt Markierungen an der Oberfläche entstehen Um die Vibrationen des Schweißvorgangs zu dämpfen wurde die Werkstückaufnahme aus einem speziellen Gießharz angefertigt Dabei handelt es sich um ein abriebfestes hitzebeständiges Material mit einer Härte von 80 bis 90 Shore – das entspricht etwa der Härte von Skateboard-Rollen Mit diesem Faktor ist das Material hart genug um das Bauteil zu fixieren aber weich genug um die Vibrationen des Ultraschalls abzudämpfen Die geringe Härte des Harzes ermöglicht außerdem die nachträgliche Anpassung der dreidimensionalen Form so ließ sich durch händisches Polieren und Abschleifen Schritt für Schritt die ideale Passform für das gewölbte Bauteil schaffen Eine weitere Optimierung der Werkstückaufnahme wurde durch ihre Unterteilung in vier statt wie üblich zwei Aufnahme-Segmente erzielt Diese Struktur stellt sicher dass das Bauteil exakt in der Werkstückaufnahme liegt und treffgenau von der Sonotrode geschweißt wird Gleichzeitig verhindert die besondere Aufteilung dass es im Bereich der Trennebenen zu Beschädigungen am Material kommt In Verbindung mit dem weichen Gießharz verhindert die spezielle Werkstückaufnahme zuverlässig optische Beeinträchtigungen der Bauteile Gemeinsamer Optimierungsprozess per Video-Schaltung Eine weitere Besonderheit des Projekts bestand darin dass das Design der Bauteile von Beginn an festgelegt war Dadurch stand nur ein geringer Schweißweg von drei Zehntelmillimeter zur Verfügung – ungefähr nur halb so viel wie normalerweise genutzt werden sollte Eine Anpassung des Spritzgusswerkzeuges im Bereich des Energierichtungsgebers wäre nicht ohne Veränderungen am Design der Gehäuseschale möglich gewesen Um beide Bauteile über die gesamte Länge absolut bündig – also auf Block – zu verschweißen wurde der Schweißprozess in einem längeren Designof-Experiment-Prozess DOE mit mehreren Evaluierungsschleifen sukzessive entwickelt und optimiert Die grafische Darstellung der Fügegeschwindigkeit hat die Optimierung wesentlich unterstützt Die Versuche erfolgten im Herrmann-Ultraschall-Labor Plastics sowie beim Kunden vor Ort und wurden teilweise per Live-Video übertragen So ließen sich durch die enge Zusammenarbeit die richtigen Parameter definieren um unter den gegebenen Voraussetzungen und Vorgaben eine feste und optisch tadellose Verbindung zu realisieren Die Entwicklung der Ultraschall-Schweißlösung für BSH hat bewiesen wie entscheidend neben der Ermittlung der Schweißparameter auch die Gestaltung einer individuell optimierten Werkstückaufnahme ist Mit den richtigen Materialien und dem passenden Design trägt sie maßgeblich dazu bei dass Bauteile nicht nur fest sondern auch mit makellosem Erscheinungsbild miteinander verbunden werden können Herrmann Ultraschall www herrmannultraschall com BSH Hausgeräte www bshgroup com Bei der Verschweißung der Gehäuseschalen wurden die Schweißparameter so definiert dass eine absolut bündige feste Verbindung ohne optische Beeinträchtigung erreicht wurde Für den Schweißprozess wurde eine viergeteilte Werkstückaufnahme aus Gießharz entwickelt die die Vibrationen des Ultraschalls dämpft und damit optische Beeinträchtigungen an der Oberfläche des Materials verhindert