Fallstudie

Automatisierte Ultraschallschweißzellen für thermoplastische Verbundwerkstoffe

Projekt: Hochgeschwindigkeits-Ultraschallschweißen

Wie faserverstärkte thermoplastische Bauteile schnell, reproduzierbar und ohne Beeinträchtigung der strukturellen Integrität verbunden werden können

Ultraschallgeschweißte CFK-Bauteile sind leicht, fest und vollständig recycelbar. Grunewald liefert die Komplettlösung – Werkzeuge, Maschinen, Verfahren sowie Maschinenkonstruktion.

Projektart

Hochgeschwindigkeits-Ultraschallschweißen von thermoplastischen Verbundstrukturen

Ziele
  • Erzielung hochfester, gleichmäßig geschweißter Verbindungen
  • Entwicklung eines automatisierten Fertigungsprozesses für skalierbare thermoplastische Verbundwerkstoffe unter Einsatz von Ultraschallschweißen
Technologiepartner
  • Herrmann Ultraschall – Ultraschallgeneratoren und Präzisionsschweißwerkzeuge
  • SAM XL – Prozesskompetenz und Validierung im industriellen Maßstab

Herausforderung

Das Fügen von Bauteilen aus thermoplastischen, faserverstärkten Werkstoffen erfordert hochfeste, reproduzierbare und gleichmäßige Verbindungen. Der Fügeprozess muss das Verschweißen der Bauteile zuverlässig steuern und kurze Taktzeiten sowie ein hohes Maß an Prozessstabilität unter Serienproduktionsbedingungen gewährleisten.

Ingenieur bei der Konstruktion einer automatisierten Ultraschallschweißzelle vor CAD-Bildschirmen
Abbildung: Aufbau von Ultraschallschweißzellen
Ergebnisse
Automatisierbar

Verbindung von Technologie mit Zykluszeiten der zweiten Ebene

Massive Einsparungen

Durch materialintegrierte Verklebung

Nachhaltig

Reparierbare und wiederverwertbare Konstruktionen

Wichtigste Merkmale

  • Schnelle Verbindung in Sekundenschnelle mithilfe der Ultraschallschweißtechnik
  • Hochfeste Verbindungen
  • Automatisierbarer Fertigungsprozess für die industrielle Serienproduktion
  • Leichte, wartungsfreundliche Konstruktionen
  • Gewichts- und Kostenvorteile bei hoher Tragfähigkeit
  • Nachhaltigkeit durch Reparierbarkeit und Recyclingfähigkeit von Bauteilen
Ultraschallverschweißte, mit CF/PPS versteifte Verbundplatte mit Längsträgern
Abbildung (SAM XL): Ultraschallverschweißte, mit CF/PPS versteifte Platte

Technologiepartner

  • Hochleistungs-Ultraschallgeneratoren und präzisionsgefertigte Schweißwerkzeuge von Herrmann Ultraschall gewährleisten ein zuverlässiges, effizientes und prozessstabiles Ultraschallschweißen.
  • SAM XL verfügt über fundierte Prozesskenntnisse und validiert Lösungen im industriellen Maßstab. Das Unternehmen hält verschiedene Patente im Bereich des kontinuierlichen Ultraschallschweißens (CUW) und hat patentierte CUW-Endeffektoren entwickelt.

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