Ultraschall

Ultraschall ist eine innovative Technologie, die vielseitige Anwendungen in verschiedenen Bereichen findet. Durch seine technischen Vorteile ersetzt Ultraschall viele etablierte Technologien. Ultraschall-Technologien sind vergleichsweise nicht nur schnell und effizient, sondern auch sehr umweltfreundlich bei der Bearbeitung von thermoplastischen Kunststoffen, Folien und Geweben. Das Prinzip der Technologien basiert auf der inneren Wärmeerzeugung mittels Ultraschall in den Füge- oder Trennzonen von thermoplastischen Kunststoffen.

Ultraschall ist Schall mit einer Frequenz von etwa 16 kHz bis 1 GHz. Schall unterhalb von etwa 20 kHz ist für den Menschen wahrnehmbar und wird deshalb als Hörschall bezeichnet. Frequenzen über etwa 500 kHz sind Hyperschall.

Für die Kunststoffbearbeitung ist Ultraschall im niedrigen Frequenzbereich von 20 kHz bis 100 kHz industriell nutzbar. Die Ultraschall-Systeme von SONOTRONIC arbeiten mit 20 kHz oder 35 kHz. Die Ultraschall-Frequenz wird in einem Generator erzeugt. Der Generator wandelt Netzspannung in hochfrequente Hochspannung um und überträgt diese zum Schwinggebilde, das aus dem Konverter, dem Booster (Amplitudentransformationsstück) und der Sonotrode (Werkzeug) besteht. Der Konverter wandelt die ankommende Spannung elektrostriktiv in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz und leitet diese über Booster und Sonotrode in das Werkstück. Durch Absorption der Schwingungen entsteht bei Druckbeaufschlagung und senkrechter Einleitung der mechanischen Schwingungen Grenzflächen- und Molekularreibung in der Füge- oder Trennzone.

Das Resultat ist eine lokale Erwärmung des Werkstückmaterials. Diese Plastifizierung ermöglicht, dass ein oder mehrere Werkstücke getaktet oder kontinuierlich geschweißt, geschnitten, gestanzt, genietet oder geprägt werden können. Gewebe können in der Textilbearbeitung durch die lokale Erwärmung thermofixiert werden. Darüber hinaus bietet Ultraschall mit der Behandlung von Biofeststoffen eine weitere Anwendung in der Umwelttechnologie: Anstelle der lokalen Erwärmung erzeugt Ultraschall in den Flüssigkeiten intensive Kavitationsblasen. Die Implosion der Kavitationsblasen beeinträchtigt die Flüssigkeit und setzt damit z.B. biologische Masse besser um bzw. entkeimt sie.