Ultraschall-Niettechnik
Ultraschallnieten und Umformen:
Das Ultraschallnieten ermöglicht eine formschlüssige Verbindung zweier Thermoplaste oder von Thermoplasten mit unterschiedlichen Werkstoffen, zB Duroplasten oder Metallen.
Die Sonotrode dient dabei als Umformwerkzeug. Sie bestimmt die Formgebung des Nietstiftes.
Während der Haltezeit (Abkühlphase) dient die Sonotrode auch als Fixierstempel, wodurch das geschmolzene Material unter Druck abkühlt.
Vorteile des Ultraschallnietens:
solide und nahtlose Passfuge durch Überwindung der Rückstellelastizität des Kunststoffmaterials
kurze Prozesszeiten
spannungsarme Verklebungen
schneller thermischer Abfluss über die kalte Sonotrode; Die Sonotrode dient gleichzeitig als Fixationsstempel
Mit den Nietsonotroden können auch tiefere Bereiche eines Kunststoffbauteils erreicht werden
reproduzierbare Fetttechnologie; ungleiche Materialien können genietet werden
Verwendung von Grundsonotroden mit einschraubbaren Nietsonotroden; somit sind mehrere nietschritte mit einem kopf möglich
Keine Verbindungselemente
Nachteile des Ultraschallnietens:
Lange Prozesszeiten und kurze Taktfolgen führen zum Aufwärmen der Nietsonotrode. Hier sollte die Sonotrodenspitze belüftet werden.
Elektronische Bauteile sind sehr empfindlich gegen Ultraschallwellen. Dies kann zur Zerstörung der Elemente führen.
Wenn die zu vernietenden Teile dünnwandig sind, kann die Sichtseite glänzende Stellen und Abdrücke aufweisen
Wenn die zu vernietenden Teile dünnwandig sind und auch Haken oder Klammern vorhanden sind, können die Ultraschallwellen zu Rissen führen
Eine optimale Nietverbindung sollte auf folgenden Voraussetzungen beruhen:
Grundsätzlich Radien oder gerundete Einstiche an der Nietwurzel vorsehen; Dadurch wird der Einzugseffekt verringert
Überschreiten Sie nicht das Verhältnis von Stiftdurchmesser und Stiftlänge von 1: 2 bei vollen Stiften, da sonst Hohlstifte verwendet werden (siehe Anhang 'Aufbau des Nietkopfes').
Verwenden Sie zur einfacheren Montage der Teile eine geneigte Einführfläche
Bei der Vernietung von verstärkten Kunststoffen und Verklebungen mit Metallteilen müssen die Nietsonotroden verschleißfest sein
Im Folgenden sind einige etablierte Sonotrodenmaterialien aufgeführt:
Gehärtete Stahlsonotroden
Gehärtete Ferrotitanit-Sonotroden
Titansonotroden mit beschichteter Nietoberfläche
Darüber hinaus sind für eine optimale Nietverbindung nicht nur die Sonotrodenform und das zu vernietende Material wichtig, sondern auch die Prozessparameter wie:
Amplitude
Schmelzzeit
Kontaktkraft
Kontaktgeschwindigkeit
Kühlzeit
