05.11.2015

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Branson Ultraschall: Neues Ultraschallschweiß-System für Kunststoffe

Für das Schweißen von Kunststoffen bei streng geregelten Prozessvorgaben oder das hochpräzise Ultraschallschweißen von sensiblen Bauteilen, hat Branson Ultraschall sein Ultraschall-Schweißsystem 2000X weiter verbessert. Seit Juni 2015 ist der Nachfolger 2000Xc mit einem neuen Ansteuerungskonzept erhältlich. Durch die Trennung des integrierten Antriebs für das An- und Abfahren der Sonotrode sowie den Kraftaufbau beim Schweißvorgang lassen sich laut Anbieter die neuen 2000Xc-Systeme erheblich flexibler einsetzen und erlauben demnach kürzere Taktzeiten. In die gleiche Richtung zielt die serienmäßige Ausstattung mit Ethernet-Schnittstellen, die eine Anbindung an Automatisierungslinien deutlich vereinfachen soll. Das hochauflösende Längenmesssystem, das die Position der Vorschubeinheit genau bestimmt, ermöglicht hochgenaue Schweißungen wie zum Beispiel das Vernieten dünner Kunststoffpins. Für den Einsatz in der Medizintechnik ist es wichtig, dass die neuen Modelle 2000Xc die Anforderungen der FDA erfüllen.

Mit dem neuen Ultraschallschweißsystem 2000Xc hat Branson Ultraschall, ein Unternehmen der Emerson-Gruppe, eine Reihe grundlegender Neuerungen eingeführt, die kürzere Taktzeiten, schnellere Wechsel auf neue Schweißanwendungen und umfangreichere Optimierungen der Schweiß-Prozessführung versprechen. Vor allem die Änderung des Ansteuerungskonzepts mit der Entkopplung von Schweißdruck und Abfahrgeschwindigkeit gilt demnach als der Schlüssel dazu: Dadurch kann die Geschwindigkeit der Sonotrode sowohl beim An- und Abfahren als auch die Kraftentfaltung auf das Schweißgut getrennt optimiert werden. In Verbindung mit dem hochauflösenden Längenmesssystem seien so vor allem in Prozessen, in denen die Sonotrode zwischen den einzelnen Schweißungen lange Wege zurücklegen muss, spürbar kürzere Taktzeiten erreichbar. Das auch deshalb, weil die Integration moderner Kommunikationsprotokolle wie Ethernet-Schnittstelle das automatische Einlesen von Parametersätzen für neue Schweißanwendungen sehr viel einfacher und schneller machen soll. Allein die interne Speicherkapazität der neuen Fertigungssysteme reicht demzufolge für 1.000 vollständige Parametersätze.

Für hochsensible Schweißungen
Ein Beispiel, wie sich der Glasmaßstab als Längenmesssystem der 2000Xc Modelle bei sehr sensiblen Schweißprozessen auswirkt, zeigt das Vernieten von Emblemen auf der Rückseite von Airbagkappen. Hier soll die präzise Auflösung der Position der Sonotrode dafür sorgen, dass die Fertigungstoleranzen der Kunststoffdome sicher berücksichtigt werden können, ohne einen unnötig großen Abstand zu halten. Weil die Sonotrode beim eigentlichen Schweißvorgang nicht zu tief in die Kunststoffpins eindringen darf, müssen Kraftaufbau, Triggerpunkt und Endposition der Schweißung sehr präzise eingehalten werden. Dringt der Schweißkopf zu tief ein, kann er die verchromten Embleme verletzen. Stoppt er zu früh, entsteht kein ausreichend großer Kunststoffniet, was im Notfall beim Auslösen des Airbags verheerende Folgen für den Fahrer haben kann. Die hohe Präzision der neuen 2000Xc-Modelle soll damit das Verschweißen sensibler Kunststoff-Bauteile trotz hoher Fertigungsgeschwindigkeit sicherer machen.

Regelkonformität durch hohe Sicherheitsstandards und umfangreicher Dokumentation
Die umfangreichen Sicherheitsstandards im neuen Ultraschall-Fertigungssystem von Branson unterstützen die Anwender in festgelegten Bereichen (FDA). Dazu zählt vor allem die Medizintechnik, wo beim Verschweißen von Kunststoff-Folien und -Bauteilen wie Blutfiltern, Inhalatoren oder Produkte für sterile Bereiche in Krankenhäusern die Rückverfolgbarkeit der Schweißparameter für jedes Bauteil gefordert ist. Die neuen 2000Xc Ultraschweißsysteme speichern die vollständigen Schweißdaten der letzten 100.000 Schweißungen im System. Von hier können sie jederzeit in einen PC oder in ein Datenbanksystem eingelesen werden. Enthalten sind alle relevanten Daten zur Dokumentation wie Bauteil-ID, Benutzer-ID, Datum und Schweißprozess-Kenndaten. Der Zugriff auf die festgelegten Schweißparameter ist passwortgeschützt und hierarchisch strukturiert. Änderungen können nur durch vorherige Autorisierung und Rechte-Freigabe vorgenommen werden. Die hohen Sicherheitsstandards haben dazu geführt, dass die neuen Ultraschall-Schweißgeräte 2000Xc FDA konform sind.

Über Branson
Das Unternehmen mit Sitz in Danbury im US-Bundesstaat Connecticut sieht sich als Weltmarktführer für Produkte zum Fügen von Kunststoffen, Ultraschallschallschweißen von Metallen und Präzisionsprozessausrüstung. Das Unternehmen beschäftigt weltweit über 1.800 Mitarbeiter und unterhält 70 Verkaufs- und Servicebüros. Branson wurde 1946 gegründet und ist ein Unternehmen der Emerson-Gruppe mit Sitz in St. Louis im US-Bundesstaat Missouri.

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