Motorraumverkleidungen
In einer Anwendung wurde Ultraschall mit dem Schweißen von aluminiumbeschichteten Isolierplatten für den Motorraum beauftragt. Die Materialkombination war ein Killer: Aluminiumbeschichtete Polyurethan (PU) -Akustikmatten mussten mit glasfaserverstärkten Polypropylen (PP) -Paneelen verklebt werden. Wäre das nicht schon eine Herausforderung, müssten sechs verschiedene Teile geschweißt werden.
Diese Anwendung war eine echte Herausforderung für das dauerhafte und sichere Fügen der Bauteile. Klebstoffe würden aus Kostengründen und aufgrund der Kombination von Materialien nicht funktionieren. Spannelemente oder Schrauben waren zu riskant, da sie sich während des Motorbetriebs lösen konnten. Keines der anderen thermischen Fügeverfahren wie Laserschweißen, Infrarotschweißen oder Vibrationsschweißen war geeignet.
Erste Tests mit einem Ultraschall-Handschweißgerät verliefen positiv. Zwischen der PU-Matte und dem PP-Spritzgussteil konnte trotz der dazwischenliegenden Aluminiumschicht eine dichte Verbindung hergestellt werden. Ultraschallschwingungen konnten in die Aluminiumbeschichtung eindringen und die Moleküle im PP-Teil anregen.
Die Aufgabe bestand dann darin, reproduzierbare Schweißergebnisse zu erzielen und die vom Kunden geforderte Zugfestigkeit von mindestens 50 Newton pro Schweißpunkt sicherzustellen. Als Material für die Sonotroden hat sich verschleißfester gehärteter Stahl bewährt. Die Ultraschallingenieure bestimmten die Schweißpunktpositionen und entwarfen die komplexen Vorrichtungen, einschließlich des Spannsystems und der Teilabtastsensoren.
Die Sonotroden wurden an pneumatischen Antrieben montiert, die an sechsachsigen Robotern angebracht waren. Sechs verschiedene Vorrichtungen wurden entwickelt, um die Teileformen anzupassen und die Schweißpunkte zu unterstützen.
Die Montage erfolgt auf Rundschalttischen. In zwei Positionen erfolgt die Montage durch zwei Roboter. An einer dritten Position lädt und entlädt ein weiterer Roboter die Teile automatisch.
Durch die Vorspannung des Pneumatikzylinders, der den Ultraschallstapel aus- und einfährt, wurde wertvolle Zeit gespart - bis zu einer Sekunde pro Schweißpunkt. Vorspannung bedeutet, dass der Zylinder bereits über ein intelligentes Pneumatiksystem ausgefahren wurde, bevor der Roboter das Schweißwerkzeug mit dem Schweißpunkt in Kontakt bringt.
