Sonotroden

Sonotroden sind die schwingenden Werkzeuge zum Schweißen und Schneiden mit Ultraschall. Diese und die erforderlichen Booster fertigen wir nach eingehender Analyse des Kundenbedarfs sowohl für Standardaufgaben als auch für individuelle Ultraschall-Anwendungen. Zur Befestigung der Sonotroden am Ultraschall-Konverter liefert mth die passenden Koppelschrauben aus Titan.

Materialien für Sonotroden

Neben der Geometrie ist die korrekte Materialauswahl entscheiden für die Langlebigkeit einer Sonotrode. mth konstruiert und fertigt Sonotroden aus Aluminium, Titan und Werkzeugstahl. Aluminium findet vorrangig bei großvolumigen Sonotroden und solchen mit einer hohen Anforderung an die Wärmeableitung Anwendung. Zur Verschleißminderung kann Aluminium mit einer Harteloxalschicht versehen werden. Titan ist das Standardmaterial wenn es um komplexere Konturen und lange Standzeiten geht. Auch bei Titan ist eine Randschichthärtung möglich. Gehärteter Stahl ist erforderlich, wenn stark faserhaltige oder (teil-)verchromte Werkstücke verschweißt werden sollen.

Wie entsteht eine Sonotrode?

Bevor eine Sonotrode gefertigt weden kann, legt der Konstrukteur anhand der Bauteilgeometrie die Konturen fest. In Abhängigkeit von der Werkstückgröße und dem Material wird dann die Frequenz ausgewählt und anhand von Referenzdaten ein CAD-Modell erstellt. Mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM) erfolgt die Anpassung des Schwingungsverhaltens. Dies bedeutet, dass das Modell so lange verändert wird, bis das Schwingungsverhalten sowohl hinsichtlich der Amplitude als auch der Uniformität optimal ist. Aus dem CAD-Modell werden dann die CAM-Daten für das Bearbeitungszentrum generiert und die Sonotrode durch Zerspanung des Vollmaterials hergestellt.

Fehlerbilder und Gegenmaßnahmen

Sonotroden unterliegen sowohl durch den Materialkontakt als auch durch die thermischen und mechanischen Belastungen dem Verschleiß. Einige typische Fehlerbilder haben wir in diesem Video zusammengestellt.

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