Reibe deine Hände schnell aneinander. Hast du etwas bemerkt? Sie haben sich aufgewärmt, richtig? Wenn Sie einen Hammer nehmen und wiederholt und schnell auf eine Metalloberfläche schlagen, werden Sie feststellen, dass sich die Stelle, an der der Hammer auf das Metall auftrifft, ebenfalls erwärmt. In diesen beiden Beispielen beruht die Wärme auf Reibung. Stellen Sie sich vor, Sie reiben Ihre Hände oder schlagen mit dem Hammer Tausende Male pro Sekunde. Die entstehende Reibungswärme kann die Temperatur in kürzester Zeit deutlich erhöhen. Grundsätzlich verursacht hochfrequenter Schall (Ultraschall) schnelle Schwingungen innerhalb des zu schweißenden Materials. Durch die Vibrationen reiben die Materialien aneinander und die Reibung erhöht die Temperatur an den Kontaktflächen. Diese schnelle Reibungswärme legt die Bedingungen für das Zusammenbinden der Materialien fest.
Ultraschallschweißgeräte bestehen aus vier Hauptteilen. Ein Netzteil wandelt niederfrequenten Strom (50-60 Hz) in hochfrequenten Strom (20 - 40 kHz; 1 kHz = 1000 Hz) um. Als nächstes wandelt ein Wandler die hochfrequente Elektrizität in hochfrequenten Schall (Ultraschall) um. Ein Booster vergrößert die Ultraschallschwingungen. Schließlich fokussiert ein Horn oder eine Sonotrode die Ultraschallschwingungen und liefert sie an die zu schweißenden Werkstoffe. Neben diesen Teilen gibt es einen Amboss, auf dem die geschweißten Materialien gestapelt und gehalten werden. Es gibt auch eine Methode zum Ausüben von Kraft (normalerweise Luftdruck, der von einem pneumatischen Kolben geliefert wird), um die Materialien während des Schweißens zusammenzuhalten.
Welche Materialien und Branchen nutzen diesen cleveren Prozess? Ultraschallschweißen von Kunststoffen s ist weit verbreitet bei der Herstellung von Elektronik, medizinischen Geräten und Autoteilen. Zum Beispiel wird Ultraschallschweißen verwendet, um elektrische Verbindungen auf Computerplatinen herzustellen und elektronische Komponenten wie Transformatoren, Elektromotoren und Kapazitäten zusammenzubauen . Medizinische Geräte wie Katheter, Ventile, Filter und Gesichtsmasken werden ebenfalls mittels Ultraschallschweißen zusammengebaut. In der Verpackungsindustrie werden mit dieser Technik Folien hergestellt, Tuben und Blisterpackungen zusammengesetzt. Sogar die Ford Motor Company hat sich mit Ultraschallschweißen befasst, um Aluminiumchassis in Autos herzustellen.
