Technologie der Sonotrode

Durch immer komplexere Aufgabenstellungen und steigende Anforderungen an Projektleiter, Maschineneinrichter und Maschinenbediener wird auch vertieftes „know-how“ über die Schweißmaschine und den Prozess gefordert. Aus diesem Grund erweitert das SKZ seinen bisherigen Kurs um ein ergänzendes Themengebiet. Das Werkzeug für den Ultraschall-Fügeprozess (z. B. Schweißen, Nieten, Umformen) wird als Sonotrode, englisch „Horn“ bezeichnet. Die Qualität einer Ultraschallverbindung wird maßgeblich von der richtigen Konzeption der Sonotrode bestimmt. Um den Ultraschallprozess zielgerichtet bewerten zu können, ist es daher unerlässlich auch über die „Technologie der Sonotrode“ Bescheid zu wissen.

Der erweiterte Kurs behandelt dabei u. a. das Zusammenspiel von Schwingungswandler, Transformationsstück (auch Booster oder Ampli genannt) und Sonotrode. Im Vordergrund stehen hierbei v. a. Faktoren für die richtige Auslegung und Auswahl einer Sonotrode sowie die Randbedingungen wie beispielsweise die zu fertigende Stückzahl, die Bauteilgröße sowie die Geometrie der Bauteile.

Unter Einbeziehen der FEM wird der komplexe Entwicklungsprozess einer Sonotrode dargestellt und eine Optimierung der Eigenschaften einer Sonotrode anhand eines digitalen Zwillings aufgezeigt. Abgerundet wird der theoretische Teil durch eine praktische Demonstration zur möglichen messtechnischen Verifizierung einer Sonotrode.

Optional: Als Vorbereitung zu diesem Kurs empfehlen wir Ihnen die Veranstalter den Besuch der Veranstaltung „Ultraschallschweißen in der Serienfertigung – Grundlagen, Prozessoptimierung und Qualitätssicherung“.

Die Themenschwerpunkte:

• Grundlagen der Ultraschall-Technik
• Zusammenspiel von Konverter, Booster, Sonotrode
• Einflussgrößen: Frequenz, Amplitude, Sonotrodengröße, Leistung, Schwingverhalten
• Auslegung des Schwingungssystems
• Auswahl von Sonotroden
• Sonotrodenform, -werkstoff und - beschichtung (Coating)
• Potenzial/Grenzen von numerischer Berechnung (FEM)
• Möglichkeiten / Grenzen der Nachbearbeitung von Sonotroden
• Messtechnik zur Erfassung verschiedener Einflussgrößen

Das Programm im Überblick:

• Begrüßung und Vorstellung
• Theoretische und physikalische Grundlagen der Ultraschalltechnik
  • Hinweise, Begriffe
  • Schwingungsverlauf
  • Schwingungsformen: longitudinal, transversal, torsional
  • Resonanzbedingungen
  • Komponenten des Schwingsystems, Schwerpunkt Sonotrode
  • Sonotrodenformen
  • Gefahren beim Einsatz von Fremdsonotroden
• Auslegung des Schwingsystems
  • Auswahl von Sonotroden bezüglich der Aufgabenstellung
  • Praktikum: Messtechnik an Musterteilen und Sonotroden
• Praktikum im Technikum an Ultraschallschweißmaschinen
  • Frequenz- und Amplitudenmessungen an vorhandenen Sonotroden mit unterschiedlichen Messgeräten
• Einsatzmöglichkeiten der FEM
  • Troubleshooting bei Sonotroden
• Zusammenfassung anhand eines realisierten Beispiels
  • Von der Aufgabenstellung bis zur optimierten Sonotrode unter Einbeziehung der FEM
• Optional:
  • Diskussion individueller Fragestellungen
  • Führung durch das SKZ-Technikum

Zur Online-Anmeldung