Ploče motornog prostora
U jednoj primjeni 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 vezati na polipropilenske (PP) ploče ojačane staklenim vlaknima. Ako to nije bilo dovoljno izazova, trebalo je zavariti šest različitih dijelova.
Ova aplikacija predstavljala je pravi izazov za trajno i sigurno spajanje komponenata. Ljepila ne bi radila zbog troškova i kombinacije materijala. Stezni elementi ili vijci su bili previše rizični, jer bi mogli oslabiti za vrijeme rada motora. Nijedna od drugih metoda termičkog spajanja, kao što je lasersko zavarivanje, infracrveno zavarivanje ili vibracijsko zavarivanje, nisu bile pogodne.
Početni testovi pomoću ručnog ultrazvučnog zavarivača pokazali su se pozitivnim. Između PU prostirke i PP-injekcijskog dijelova PP, usprkos sloju aluminijuma, može se stvoriti čvrsti spoj. Bilo je moguće da ultrazvučne vibracije prodre u aluminijski omotač i energiziraju molekule u PP dijelu.
Zadatak je tada postao kako dobiti rezultate zavarivanja koji se mogu ponoviti i osigurati kupčevu potrebu za zateznom snagom 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. Na dva položaja montažu obavljaju dva robota. Na trećem mjestu, drugi robot dijelove automatski utovari i istovari.
Vrijedno vrijeme - do jedne sekunde po mjestu zavarivanja - uštedjelo se unaprijed postavljanjem pneumatskog cilindra koji produžava i povlači ultrazvučni snop. Prednalaženje znači da je cilindar već produžen inteligentnim pneumatskim sistemom prije nego što robot dovede zavarivani alat u kontakt sa mjesto zavarivanja.
