Reiben Sie Ihre Hände schnell und sie werden warm. Die Hitze entsteht durch Reibung. Stellen Sie sich jetzt vor, Sie reiben sich Hunderte Male pro Sekunde die Hände! Die entstehende Reibungswärme kann die Temperatur in kurzer Zeit deutlich erhöhen.
Ebenso kann hochfrequenter Schall (Ultraschall) schnelle Schwingungen in den zu verbindenden Materialien verursachen. Durch Vibrationen reiben Materialien aneinander und Reibung erhöht die Temperatur der Kontaktfläche. Diese schnelle Reibungswärme ist eine Bedingung für die Verbindung der Materialien. Ultraschallschweißen in der elektronischen Lohnfertigung Blog-Thema Kundenspezifische Kabel Elektronischer Fertigungsservice Herstellungstechnologie Spritzguss Präzisionsbearbeitung Sekundärdienst Prüfung und Qualität Mehrwertdienste
Der Prozess Die in den 1940er Jahren eingeführte Ultraschallschweißtechnologie verwendet hochfrequente Schallwellen und Druck, um Metalle miteinander zu verbinden. Diese Technologie eignet sich sehr gut zum Schweißen von NE-Materialien wie Aluminium, Messing, Kupfer und Nickel. In der einfachsten Form verwendet das Ultraschallschweißen ein vibrierendes Werkzeug, das als Horn bezeichnet wird, das Ultraschallenergie in den Bereich überträgt, an dem sich die zu verbindenden Teile treffen. Ultraschallvibrationen zersetzen das Oxid und den Film auf der Oberfläche des Teils, so dass das Metall/Werkstück in direktem Kontakt stehen kann. Wenn die Ultraschallschwingung aufhört, wird eine feste Verbindung gebildet. Schauen wir uns die Grundelemente einer Ultraschall-Schweißanlage genauer an. 1.) Eine pneumatische oder elektrische Presse, mit der zwei Teile unter Druck zusammengefügt werden. 2.) Eine Vorrichtung, die verwendet wird, um Teile zu platzieren und hochfrequente Schwingungen auf die Schnittstelle zu richten. 3.) Ultraschall-Stack bestehend aus drei Komponenten. Alle drei Komponenten sind so abgestimmt, dass sie auf der gleichen Frequenz (normalerweise 15-40 kHz) mitschwingen. a.) Wandler: Nutzen Sie den piezoelektrischen Effekt, um elektrische Signale in mechanische Schwingungen umzuwandeln. b.) Booster: Die Schwingungsamplitude mechanisch verändern. c.) Horn- oder Ultraschallgenerator: Nehmen Sie die Form des Teils an, ändern Sie die Amplitude mechanisch und bringen Sie das Teil mechanisch in Schwingung. 4.) Die Stromversorgung liefert elektrische Hochleistungssignale mit einer Frequenz, die der Resonanzfrequenz des Stapels entspricht. 5.) Eine Steuerung, die die Bewegung der Presse und die Übertragung von Ultraschallenergie steuert. Der Vorteil Ultraschallschweißen hat viele Vorteile. Produktivität erhöhen. Die Maschine heizt auf und kühlt schnell ab. Der Montageprozess kann hochgradig automatisiert werden und bietet eine strenge Kontrolle über die Maßtoleranzen. Die Schweißzeit beträgt in der Regel weniger als 1 Sekunde. Außerdem muss sich der Monteur keine Gedanken über die Zuteilung von Zeit zum Vorwärmen oder Abkühlen machen. Die Gesamtzykluszeit ist sehr kurz. Saubere Oberfläche: Ultraschallschweißen beschädigt die Oberflächengüte nicht, da hochfrequente Vibrationen Markierungen verhindern können. Es ist auch kein Belüftungssystem erforderlich, um Wärme oder Abgase abzuführen. Kosten sparen. Im Vergleich zum herkömmlichen Schweißen ist der Stromverbrauch extrem gering. Anwendung Aufgrund seiner Gesamteffizienz und Produktivitätsverbesserung wird Ultraschallschweißen heute in verschiedenen Branchen eingesetzt, darunter Kabelbäume, Bleche, Kunststoffe, Autoteile und medizinische Geräte. Elektronikindustrie-Ultraschallschweißen wird häufig verwendet, um drahtgebundene Verbindungen zu verbinden und Verbindungen in kleinen Präzisionsschaltungen herzustellen. Blech- und Präzisionsbearbeitung – Aluminium ist ein Metall, das aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit mit traditionellen Techniken schwer zu schweißen ist. Aluminium lässt sich jedoch leicht mit Ultraschallschweißen schweißen, da es ein weicheres Metall ist, sodass Festkörperschweißen leicht zu erreichen ist. Medizinische Geräte – In der medizinischen Industrie wird Ultraschallschweißen häufig verwendet, da es keine Verunreinigungen oder Verschlechterungen in die Schweißnaht einbringt und die Maschine für Reinräume bestimmt ist.
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