Légpneumatikus vs. elektromos ultrahangos hegesztőgépek – Energiahatékonyság és minőségpotenciál

Raupenkalotte: pneumatikus gépen (anyagkifolyás) hegesztve. / Hemispherical bead: pneumatikus gépen (anyagkifolyás) hegesztve.

Raupenkalotte: elektromos gépen végzett, vizuálisan lenyűgöző hegesztési eredmény. / Hemispherical bead: Elektromos gépen elért vizuálisan vonzó hegesztési eredmény.

Az energiaárak növekedése miatt az energiatakarékosság sok vállalat célja. A RINCO ULTRASONICS ezért két meghajtástechnológiát hasonlított össze ultrahangos hegesztőgépeknél hatékonyság szempontjából, és bemutatja mindkét meghajtási mód különbségeit és előnyeit – nemcsak az energiatakarékosság, hanem a hegesztési eredmények minősége tekintetében is.

A Rinco már 2015-ben bemutatta első elektromosan működtetett ultrahangos hegesztőgépét, az Electrical Motion-t, amely kiegészítette a pneumatikus hegesztőgépek termékpalettáját.

Az ultrahangos hegesztési folyamatokban az elektromos meghajtás energiahatékonyabb a pneumatikusnál

A hegesztési folyamatok során a mozgás és a nyomás kialakítása általában pneumatikus meghajtással történik. Az utóbbi években azonban egyre inkább elterjedt az elektromos meghajtás. Hogy összehasonlítsuk az almát az almával, a Rinco két olyan gépet állított szembe, amelyek frekvenciája, teljesítménye és löketútja azonos, csak a meghajtás módja különbözik. Az Electrical Motion elektromos meghajtásával a szabadjáratot is beleértve számításba vették, míg a pneumatikus gépet 6 bar nyomáson üzemeltették.

„Azt vártuk, hogy az elektromosan működő ultrahangos hegesztőgép fogyasztás szempontjából jobban teljesít, de ilyen nagy különbséget nem vártunk” – mondta Jürgen Baumert, a Rinco Ultrasonics K+F vezetője.

Az Electrical Motion 78%-kal takarít meg energiát a pneumatikus ultrahangos hegesztőgéppel szemben. Ennek okai a hegesztési folyamatban keresendők. A mozgási feladatoknál az elektromos meghajtás egyértelműen hatékonyabb. A tartási időszakban azonban a pneumatikus meghajtás az előnyösebb. A pneumatikus gép alig fogyaszt energiát a pozíció megtartásához. Mivel az ultrahangos hegesztési folyamatok tartási ideje általában kevesebb mint egy másodperc, ez alig számít. A elektromos ultrahangos hegesztőgép előnyei érvényesülnek.

Ezenkívül megszűnnek a rendszerből adódó nyomásveszteségek a sűrített levegős rendszerekben, amelyek még állásidőben is feleslegesen fogyasztanak energiát. A sűrített levegő az egyik legdrágább energiaforrás az iparban.

Minőségjavulás a hegesztési eredményekben

A ultrahangos hegesztőgépek nemcsak az energia megtakarításában nyújtanak előnyt, hanem a minőség növelésében is. A pozíciók pontosabban érhetők el és tarthatók. Emellett a löketmozgás szabadon programozható. A következőket lehet beállítani:

– A kezdőpozíció és az előtolási sebesség
– A fékezőpont és az érintkezési sebesség
– A hegesztési folyamat maga 10 lépésben, választva erő- és sebességprofilként
– A visszalöket sebessége

Ezek a paraméterezési lehetőségek még jobb és még pontosabban reprodukálható hegesztési eredményeket biztosítanak.

Egy szemmel látható példa egy szegecselési alkalmazás, amelyet nemrégiben sikeresen mintáztak a Rinco Ultrasonics kompetencia központjában. A felső alkatrész PA-ból, az alsó PC-ABS-ből készült, amelyeket szegecseléssel kötöttek össze. A tesztet mind pneumatikus, mind elektromos ultrahangos hegesztőgépen elvégezték. „Mindkét gépen elérhető volt egy megbízható, az ügyféligényeknek megfelelő, durva felületű kalotta,” mondta Simon Hug, az Ultrasonic Competence Center vezetője a Rinco Ultrasonicsnál. „Azonban az Electrical Motion-nál sokkal rugalmasabban tudtuk beállítani a paramétereket. Ez megnövelte a szegecsek szilárdságát, és esztétikusabb hornyot eredményezett. A pneumatikus gépen a anyagkivonások miatt nem teljesen formáltak a szegecsek. Emellett az Electrical Motion-nál a hegesztési folyamatot közel a felére lehetett rövidíteni, mivel a startpozíció szabadon választható. Így sok időt lehet megtakarítani. Mindezek alapján a vásárló az Electrical Motion-t választotta.”

Az ultrahangos eljárások egyébként is hatékonyak

A hegesztési és vágási eljárások ultrahanggal általában energiatakarékos technológiának számítanak. A szerszámok felmelegítése, mint a hőalapú hegesztésnél, nem szükséges. Emellett el lehet hagyni az adalékanyagokat, például csavarokat és ragasztókat. A taktideők rövidek, és a hegesztett anyagok vékonyabb varratokat eredményeznek.