Ultraschallbohren und Ultraschallschweissen

Wie Ultraschallbohren und Ultraschallschweissen technisch arbeiten

Beim Ultraschallbohren überträgt ein Werkzeug Schwingungen auf die Bearbeitungsstelle. Der Materialabtrag erfolgt nicht primär durch klassische Schneidengeometrie, sondern durch die Wirkung der Schwingung in Kombination mit einem abrasiven Medium. Dadurch eignet sich das Verfahren für kleine Geometrien und für Werkstoffe oder Bauteile, bei denen hohe Schnittkräfte ungünstig sind. Beim Ultraschallschweissen erzeugen Schwingungen zusammen mit Anpresskraft eine stoffschlüssige Verbindung an der Fügezone, meist ohne zusätzlichen Schweisszusatz.

Typische Anwendungen in der Lohnbearbeitung

Ultraschallbohren wird eingesetzt, wenn feine Bohrungen, Durchbrüche oder formnahe Öffnungen in harten, spröden oder schwer bearbeitbaren Materialien gefordert sind. In metallnahen Fertigungsumgebungen betrifft das unter anderem Bauteile mit empfindlichen Kantenbereichen oder sehr kleinen Bearbeitungszonen. Ultraschallschweissen wird für dünnwandige metallische Teile, Folien, Bänder, Litzen, Drähte und Kontaktteile genutzt. Das Verfahren ist auf Aufgaben ausgerichtet, bei denen eine lokal begrenzte Fügezone benötigt wird.

Bearbeitbare Aufgaben und verfahrensbezogene Ausprägungen

Beim Ultraschallbohren reicht das Spektrum von einzelnen Präzisionsbohrungen bis zu geformten Werkzeugen für nicht runde Öffnungen. Massgebend sind Werkstoff, gewünschte Kantenqualität, Bohrungsgeometrie und die zulässige mechanische Belastung des Bauteils. Beim Ultraschallschweissen unterscheiden sich die Anwendungen nach Bauteildicke, Materialpaarung und Fügegeometrie. Je nach Aufgabe entstehen punktförmige oder linienförmige Verbindungen, etwa bei elektrischen Kontakten oder dünnen metallischen Verbindungselementen.

Einordnung unter Diverse Bearbeitungsarten und Abgrenzung

Innerhalb der Lohnarbeiten unter Diverse Bearbeitungsarten umfasst diese Leistung zwei schwingungsgestützte Sonderverfahren mit unterschiedlicher Funktion: Ultraschallbohren dient dem Materialabtrag, Ultraschallschweissen dem Fügen. Im Unterschied zur elektrochemischen Metallbearbeitung basiert der Abtrag hier nicht auf einem elektrochemischen Prozess. Gegenüber Sägearbeiten geht es nicht um das Trennen von Halbzeugen, und Lasergravuren betreffen das Beschriften statt das Herstellen von Bohrungen oder das Fügen. Schabarbeiten und das Schlossern hochwertiger Teile betreffen vor allem Nacharbeit, Passungsbearbeitung oder manuelle Feinbearbeitung, nicht die eigentliche Ultraschallbearbeitung der Zone.