Ploče motornog prostora
U jednoj aplikaciji ultrazvuk je imao zavarivanje izolacijskih ploča presvučenih aluminijom za motorni prostor. Kombinacija materijala bila je ubojita: akustične prostirke od poliuretana (PU) presvučene aluminijom moraju se lijepiti na polipropilenske (PP) ploče ojačane staklenim vlaknima. Ako to nije bio dovoljan izazov, moralo se zavariti šest različitih dijelova.
Ovaj je zahtjev predstavljao pravi izazov za trajno i sigurno spajanje dijelova. Ljepila ne bi radila zbog troškova i kombinacije materijala. Stezni elementi ili vijci bili su previše rizični, jer bi se mogli oslabiti tijekom rada motora. Nijedna druga metoda termičkog spajanja, poput laserskog zavarivanja, infracrvenog zavarivanja ili vibracijskog zavarivanja, nije bila prikladna.
Početni testovi pomoću ručnog ultrazvučnog zavarivača pokazali su se pozitivnim. Unatoč umetanju aluminijskog sloja između PU prostirke i PP-injektiranog PP-a, može se stvoriti čvrsti spoj. Ultrazvučne vibracije mogle su prodrijeti u aluminijski omotač i energizirati molekule u PP dijelu.
Zadatak je tada postao način dobivanja rezultata zavarivanja koji se mogu ponoviti i osigurati kupčevu vlačnu čvrstoću od najmanje 50 newton-a po mjestu zavarivanja. Kaljeni čelik otporan na habanje pokazao se kao pravi materijal za sonotrode. Ultrazvučni inženjeri odredili su mjesta zavarivanja i dizajnirali složene uređaje, uključujući sustav stezanja i senzore za skeniranje dijelova.
Sonotrode su montirane na pneumatske pogone pričvršćene na šestoosne robote. Šest različitih učvršćenja dizajnirano je tako da odgovaraju oblicima dijelova i podupiru mjesta zavarivanja.
Montaža se odvija na rotacijskim stolovima za indeksiranje. U dva položaja montažu obavljaju dva robota. U trećem položaju, drugi robot dijelove automatski utovari i istovari.
Vrijedno vrijeme - do jedne sekunde po mjestu zavarivanja - uštedjelo se unaprijed postavljanjem pneumatskog cilindra koji produžuje i povlači ultrazvučni snop. Prednalaženje znači da je cilindar već produžen inteligentnim pneumatskim sustavom prije nego što robot dovede zavarivani alat u kontakt s mjesto zavarivanja.
