Waar wordt ultrasoon lassen toegepast?

Ultrasoon lassen is lasproces dat wordt gebruikt voor het aan elkaar smelten van kunststoffen en metalen. Hierbij wordt gebruikt gemaakt van een zeer krachtige geconcentreerde hoogfrequente geluidsbundel die op een specifiek punt wordt gericht doormiddel van een sonotrode. Daarnaast wordt er een behoorlijke druk uitgeoefend op de delen die gelast moeten worden. Dit word gedaan doormiddel van een pers.

Toepassingen van ultrasoon lassen
Ultrasoon lassen wordt in verschillende industriële processen toegepast. Hierbij kan men denken aan de elektronica, ruimtevaarttechnologie, de auto-industrie en verschillende medische toepassingen. Ook in de verpakkingstechnologie wordt ultrasoon lassen toegepast als verbindingstechniek.

Producten waarbij gebruik wordt gemaakt van ultrasoon lassen
In de hiervoor genoemde industrieën worden verschillende producten doormiddel van ultrasoon lassen vervaardigd. Een aantal voorbeelden hiervan zijn:

  • Speelgoed
  • Eenmalige bruikbare medische instrumenten
  • Telefoons
  • Folisch
  • Bedrading
  • Behuizing van kleine machines en apparaten

Bovengenoemde producten kunnen doormiddel van ultrasoon lassen aan elkaar worden verbonden omdat ze bestaan uit bepaalde materialen. Dit zijn meestal harde of zachte plastics, metalen of zelfs textielsoorten.

Metalen kunnen ook wel doormiddel van ultrasoon lassen aan elkaar verbonden worden maar dan moeten deze metalen niet te dik zijn. Dunne metalen folies zijn bijvoorbeeld wel geschikt voor dit lasproces. Bij kunststoffen zijn over het algemeen grotere diktes mogelijk dan bij metalen. Daarnaast is het mogelijk om verschillende materialen aan elkaar te lassen. Verder kan men verschillende dunne laagjes van diverse materialen in één keer aan elkaar verbinden doormiddel van ultrasoon lassen.

Verpakkingsindustrie
Vooral in de verpakkingsindustrie wordt ultrasoon lassen veel toegepast. Hierbij kan men denken aan de zogenoemde blisterverpakking van medicijnen. Hierbij worden kunststoffen zelfs op aluminium gelast. Daarbij heeft ultrasoon lassen verschillende voordelen ten opzichte van andere processen. Ultrasoon lassen is namelijk snel, goedkoop en daarnaast ook steriel. Verder komen tijdens het lasproces geen ongewenste stoffen vrij. Hierdoor is het lasproces ook nog eens heel veilig.

Melkpakken en sappakken worden ook ultrasoon gelast vanwege deze positieve eigenschappen. Het voedingsmiddel zit dan overigens al in het pak zelf. Over het algemeen bestaan de verpakkingen voor sappen uit karton met een dun  laagje kunststof. Deze kunststof is meestal polypropyleen of polyethyleen. Deze kunststoffen kunnen doormiddel van ultrasoon lassen heel goed luchtdicht aan elkaar gelast worden.

Wat is ultrasoon lassen en wat zijn de eigenschappen van dit lasproces?

Ultrasoon lassen is lasproces dat wordt gebruikt om voorwerpen aan elkaar te verbinden doormiddel van hoogfrequente geluidstrillingen. Dit lasproces is ontwikkelt in de jaren ’60 van de 20e eeuw. Het patent van ultrasoon lassen van thermoplastische kunststoffen werd in 1965 op naam van Robert Soloff and Seymour Linsley gezet. De ontwikkelingen op het gebied van ultrasoon lassen vorderden zeer snel. In 1969 werd het mogelijk om een kunststofauto in zijn geheel te assembleren via ultrasoon lassen. Ultrasoon lassen behoort tot de lascategorie druklassen.

Wat zijn de eigenschappen van ultrasoon lassen?
Ultrasoon lassen is een uniek lasproces waarmee samengedrukte kunststoffen worden versmolten door een zeer krachtige geconcentreerde hoogfrequent geluidsbundel te gebruiken. Ook wordt het lasproces gebruikt om metaalfolies aan elkaar te versmelten. Het proces is dus zowel geschikt voor bepaalde metalen als voor harde en zachte plastics.

De geluidsbundel is echter alleen niet genoeg om het lasproces succesvol te laten verlopen. Er moet ook gebruik worden gemaakt van druk. De materialen moeten dus doormiddel van druk tegen elkaar worden geperst en tegelijkertijd moet de geluidsbundel het materiaal doen smelten. De geluidsbundel zorgt er voor dat er trillingen optreden waardoor de moleculen of atomen aan het oppervlak gaan versmelten.

Lasproces
Het ultrasoon lasproces gaat als volgt te werk. Eerst worden de delen van het werkstuk die aan elkaar gelast moeten worden ingeklemd tussen een sonotrode en een aambeeld. Doormiddel van sonotrode wordt een zeer een krachtige geluidsgolf gericht op werkstruk. De frequentie waarmee dit gebeurd is tussen de 15 en 70 kHz.

Het aambeeld heeft een bepaalde vorm. Hierdoor worden de geluidsgolven gefocusseerd op een klein punt van het werkstuk. Het materiaal gaat op die plaats door de geluidsgolven van de sonotrode smelten en vervloeien. Soms worden de onderdelen, die gelast moeten worden, voorbewerkt. Hierdoor ontstaan er smalle richeltjes waarin de geluidsenergie zich concentreert. Hier zal het smeltbad zich bevinden waarin de onderdelen met elkaar versmelten.

Waaruit bestaat een ultrasoon lasapparaat?
Voor ultrasoon lassen zijn een aantal onderdelen nodig. Zo heeft men bijvoorbeeld een pers nodig om de te lassen delen onder druk te houden tijdens het lasproces.  De te lassen delen worden op een aambeeld geplaatst dat een speciale vorm heeft die er voor zorgt dat de geluidsgolven precies worden gericht op de te lassen plek.

De geluidsbron bestaat uit een piëzo-elektrische transducer en eventueel een versterker. Daarnaast is er de sonotrode. Dit is een onderdeel dat wordt gebruikt om de geluidstrillingen over te brengen op het werkstuk dat op het aanbeeld ligt. Er wordt gebruikt gemaakt van een hoogfrequente wisselstroombron. De frequentie van deze stroombron komt overeen met de lasfrequentie.

De gehele installatie van het ultrasoon lassen is ontworpen om te resoneren bij de werkfrequentie. De werkfrequentie is  kan verschillend zijn, meestal wordt gebruik gemaakt van 20, 30, 35 of 40 kHz.