Ultraschall-Generatoren

mth Ultraschalltechnologie stellt für alle Anwendungsfälle den passenden Ultraschall-Generator her – mit Frequenzen von 20 kHz bis 40 kHz. Dabei erzeugen unsere Ultraschall-Generator präzise die zum Betrieb de´r Schwingsystems erforderliche Wechselspannung. 

Weitere Informationen bieten wir Ihnen auf unserer Seite Maßgeschneiderte Ultraschall-Lösungen »

  • Die Baureihe der Ultraschall-Generatoren K1 passt perfekt zu unseren Handschweißpistolen und kann dank ihres geringen Gewichtes auch mobil eingesetzt werden.
  • Für höhere Leistungen eignen sich die Ultraschall-Generatoren der Baureihe K5, die mit Leistungen bis zu 2.000 W ausgestattet sind.
  • Für den Einsatz in Sondermaschinen haben wir mit der Baureihe K3 ein platzsparenden Ultraschall-Generator für den Schaltschrankeinbau im Programm.

Ultraschall-Generatoren integrieren

Je nach Einsatzfall lassen sich die Ultraschall-Generatoren entweder über potentialfreie Kontakte oder z. B. mit ProfiNet direkt über die SPS ansteuern. Damit erlaubt die integrierte Microcontrollersteuerung die Vorgabe von Zeit- und Energiewerten und nach entsprechender Parametrierung bietet der Ultraschall-Generator sogar eine einfache Ablaufsteuerung.

Schweißen auf Zeit und Energie

Alle Generatoren verfügen im Standard über die Funktionen „Schweißen auf Zeit“ und „Schweißen auf Energie“. Beim Schweißen auf einen vorgegebenen Zeitwert unterbricht der Generator nach Ablauf der Zeit die Ultraschallabgabe. Gleichzeitg erhalten Sie die bis zum Zeitablauf abgegebene Energie angezeigt. Haben Sie ein zufriedenstellendes Schweißergebnis erzielt, können Sie die so ermittelte Energie als Sollwert vorgeben. Der Generator unterbricht die Schallabgabe jetzt, sobald die gewünschte Energie abgegeben wurde, unabhängig vom Anpressdruck.

Allgemeine Funktion von Ultraschallgeneratoren beim Schweißen von Kunststoffen und Metallen

Ultraschallgeneratoren sind zentrale Schaltzentrale in der Ultraschalltechnologie. Sie sorgen dafür, dass Kunststoffe und Metalle in Verbindung mit den anderen Ultraschall-Komponenten effizient miteinander verschweißt, geschnitten oder gesiebt werden.

Zu den weiteren zentralen Komponenten zählen: Ultraschall-Konverter, Ultraschall-Booster, Sonotroden, Vorschubmechanik und Steuerung wie sie bei unseren Ultraschall-Schweißmaschinen in besonders kompakter und robuster Ausführung zum Einsatz kommen.

Die Rolle des Ultraschallgenerators beim Schweißen

Beim Ultraschallschweißen ist der Generator die Schaltzentrale des gesamten Prozesses. Er erzeugt hochfrequente elektrische Energie und steuert diese so, dass sie den Anforderungen des Materials und der Schweißaufgabe entspricht. Diese elektrische Energie wird dann in mechanische Schwingungen umgewandelt, die das Werkstück auf molekularer Ebene verbinden.

Die Aufgabe des Ultraschallgenerators ist es, eine konstante und präzise Energiezufuhr zu gewährleisten, die den Schweißprozess ermöglicht, ohne das Material zu beschädigen.

Wie funktioniert ein Ultraschallgenerator beim Schweißen?

Die Funktionsweise eines Ultraschallgenerators beim Schweißen von Kunststoffen und Metallen umfasst drei wesentliche Schritte:

Erzeugung von hochfrequenten Signalen
Der Ultraschallgenerator wandelt herkömmlichen Strom in hochfrequente elektrische Schwingungen um. Die Frequenz liegt in der Regel zwischen 20 kHz und 40 kHz, je nach Material und Anwendung. Diese Frequenzen sind ideal, um Kunststoffe oder metallische Werkstoffe in Sekundenschnelle zu verbinden.

Anpassung an die Schweißanforderungen

Der Generator passt die erzeugten Signale an die spezifischen Anforderungen des Schweißvorgangs an. Dabei werden Faktoren wie Schweißzeit, Leistung und Amplitude präzise gesteuert, um eine optimale Verbindung zu gewährleisten. Die Anpassung erfolgt entweder manuell oder über automatische Regelkreise, die auf Sensoren im Schweißsystem basieren.

Übertragung der Schwingungen

Die elektrischen Signale werden an einen Wandler weitergeleitet, der diese durch den piezoelektrischen Effekt in mechanische Ultraschallschwingungen umwandelt. Diese Schwingungen werden über einen Booster und ein Werkzeug, die Sonotrode auf das Werkstück übertragen. Die hochfrequenten Vibrationen erzeugen Reibungswärme, die die Oberflächen der Werkstoffe lokal aufschmilzt und so eine feste Verbindung schafft.

Die drei zentralen Aufgaben der Ultraschallgeneratoren

Die Qualität des Ultraschallschweißens hängt maßgeblich von der Präzision des Generators ab. Hier einige zentrale Vorteile:

Präzise Energiezufuhr: Der Generator sorgt für eine konstante Leistung, wodurch gleichmäßige Schweißnähte erzielt werden.
Flexibilität: Unterschiedliche Materialien und Werkstückgrößen erfordern unterschiedliche Frequenzen und Amplituden. Der Generator ermöglicht diese Anpassungen.
Effizienz: Ultraschallschweißen ist schneller und energieeffizienter als herkömmliche Schweißverfahren, dank der präzisen Steuerung durch den Generator.

Einsatzbereiche beim Schweißen von Kunststoffen und Metallen

Ultraschallgeneratoren kommen in verschiedenen industriellen Anwendungen zum Einsatz, darunter:

Kunststoffschweißen: Ideal für thermoplastische Materialien, wie ABS, PE oder PP. Typische Produkte sind komplexe Kunststoffteilen im Automobilbau, Gehäuse von Elektronikgeräten, Verpackungen oder medizinische Kunststoffprodukte.
Metallschweißen: Vor allem für dünne Schichten und spezifische Anwendungen, wie Batteriezellen oder elektrische Kontakte.

Haben Sie Fragen zu Ultraschall-Generatoren?

Wir helfen Ihnen gerne bei Ihren individuelle Wünschen und Anforderungen persönlich weiter:

Weitere Ultraschall-Komponenten

Ultraschall-
Konverter

Vielfalt an Ultraschall-Konvertern

mth bietet Ultraschall-Konverter für häufige Frequenzen wie 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz und 40 kHz an. Der Konverter wandelt den hochfrequenten Wechselstrom des Ultraschall-Generators in mechanische Schwingungen mit Amplituden von etwa 5-12 µm um.

Ultraschall-
Booster

Unsere Ultraschall-Booster

Die Ultraschall-Booster (Amplituden­transformations­stücke) regeln die Eingangsamplitude an der Sonotrode durch ein Übersetzungsverhältnis von üblicherweise 1:1 bis etwa 1:3. Unsere Booster sind für 20 kHz, 22 kHz, 30 kHz, 35 kHz und 40 kHz erhältlich.

Verschiedene
Sonotroden

Energieeffizientes Schweißen

Seit mehr als 2 Jahrzehnten fertigen wir Sonotroden in-house für verschiedene Ultraschallsysteme verschiedener Hersteller geeignet mit gängigen Anwendungen wie Schweißen, Trennschweißen, Nieten, Prägen, Stanzen und Schneiden.