Ultrasonic welding joins Kunststoffe using high-frequency acoustic vibrations, typically between 15 kHz and 70 kHz. The vibrations are applied to parts clamped under pressure, generating intense frictional heat at their interface. This localized heat rapidly melts the thermoplastisch. Once the vibration ceases, the molten material solidifies under pressure, creating a strong, solid-state weld without the need for adhesives or fasteners.
Plastic Ultrasonic Welding
- Robert Soloff
- Seymour Linsley
The core of an ultrasonic welding system consists of a power supply (generator), a transducer (converter) that changes high-frequency electrical energy into mechanical vibrations, a booster to amplify these vibrations, and a sonotrode (or horn) that transmits the energy to the workpiece. The process is extremely fast, with weld times often under one second. A critical aspect of successful ultrasonic welding is the joint design. Parts are often molded with ‘energy directors’—small, sharp triangular ridges on one of the surfaces. These features concentrate the ultrasonic energy, initiating a rapid melt and ensuring a uniform bond. The technique is best suited for amorphous polymers like ABS, polystyrene, and polycarbonate, as their random molecular structure allows for efficient transmission of vibrational energy. Semi-crystalline polymers like polyethylene and polypropylene can also be welded, but they require higher energy levels due to their ordered structure, which dampens the vibrations. The process is clean, energy-efficient, and highly repeatable, making it ideal for automated, high-volume manufacturing.
Typ
Unterbrechung
Verwendung
Vorläufersubstanzen
- discovery of piezoelectricity by Jacques and Pierre Curie
- development of high-power ultrasonic transducers for sonar
- understanding of friction and heat generation
- advances in high-frequency electronics for power generation
Anwendungen
- automotive components (instrument panels, door panels)
- medical devices (filters, catheters, masks)
- electronic devices (phone casings, connectors)
- consumer goods (toys, packaging)
- textile and fabric joining (non-wovens)
Patente:
- US3224916A
Mögliche Innovationsideen
!Professionals (100% free) Mitgliedschaft erforderlich
Sie müssen ein Professionals (100% free) Mitglied sein, um auf diesen Inhalt zugreifen zu können.
VERFÜGBAR FÜR NEUE HERAUSFORDERUNGEN
Maschinenbauingenieur, Projekt-, Verfahrenstechnik- oder F&E-Manager
Kurzfristig für eine neue Herausforderung verfügbar.
Kontaktieren Sie mich auf LinkedIn
Integration von Kunststoff-Metall-Elektronik, Design-to-Cost, GMP, Ergonomie, Geräte und Verbrauchsmaterialien in mittleren bis hohen Stückzahlen, Lean Manufacturing, regulierte Branchen, CE und FDA, CAD, Solidworks, Lean Sigma Black Belt, medizinische ISO 13485
Wir suchen einen neuen Sponsor
Ihr Unternehmen oder Ihre Institution beschäftigt sich mit Technik, Wissenschaft oder Forschung?
> Senden Sie uns eine Nachricht <
Erhalten Sie alle neuen Artikel
Kostenlos, kein Spam, E-Mail wird nicht verteilt oder weiterverkauft
oder Sie können eine kostenlose Vollmitgliedschaft erwerben, um auf alle eingeschränkten Inhalte zuzugreifen >Hier<
Verwandte Erfindungen, Innovationen und technische Prinzipien