Bonding - More than materials | Herrmann Ultraschall

André Husson beim Messen einer Sonotrode im Sonotroden-Messlabor. ANDRÉ HUSSON GEBOREN 1963, KLASSENKAMERAD VON THOMAS HERRMANN. GELERNTER FEINME- CHANIKER UND SEIT 1990 BEI HERRMANN ULTRASCHALL. ZUNÄCHST IN DER MECHANISCHEN SONOTRODEN- FERTIGUNG, HEUTE IM SONOTRODEN- MESSLABOR. WURDE EINGESTELLT, UM DIE SONOTRODENFER- TIGUNG IN DEN USA AUFZUBAUEN, BLIEB SCHLUSSENDLICH DOCH IN KARLSBAD. WIE ENTSTEHT EINE SONOTRODE Mit der Finite-Elemente-Methode (FEM) ist das Prozedere nicht mehr so kompliziert und undurchsichtig wie noch vor 30 Jahren, als André Husson bei Herrmann angefangen hat. Und das, obwohl die Bauteile und Maschi- nen viel komplexer geworden sind. Die Sonotrode, die der Kunde bestellt, wird zunächst am Computer berech- net. In die Berechnungen fließen Infor- mationen über die Eigenschaften des verwendeten Sonotrodenmaterials und des zu verschweißenden Kunststoffs ein. Und natürlich, wie das fertige Stück aussehen soll – der Rechner unterstützt den Konstrukteur eine pas- sende Sonotrode zu entwickeln. AUS NEGATIV MACH POSITIV Das digitale Modell wird in der Zerspa- nung Realität: Aus einem Titanstück fräst eine Maschine das Bauteil. Das dauert mitunter bis zu 20 Stunden, je nach Größe und Komplexität des Werkstücks. Die Fräsmaschine arbeitet hundertstelmillimetergenau, fräst Stück für Stück aus dem Titan. „Früher war ‚Trial and Error‘. Viele Sonotroden aus teurem Titan sind auf dem Schrott gelandet“, erzählt Husson. „Heute wissen wir genau, wie sie aussehen muss, damit sie in der Realität auch so schwingt, wie es der Konstrukteur geplant hat.“ Doch manchmal liegen zwischen den Plänen und der Realität Welten. So kommen André Husson und seine Kollegen aus dem Messlabor ins Spiel, nachdem die fertige Sonotrode in der hausei- genen Zerspanungsabteilung gefräst wurde. „Das Teil ist ein Negativ des Werkstücks“, so Husson weiter. „Das wird eingelegt, von oben kommt die Sonotrode und innerhalb von wenigen Sekunden sind zwei Teile miteinander verschweißt.“ PASSGENAU FÜR DAS WERKSTÜCK Ganz einfach – eigentlich. Dabei gilt es vieles zu beachten, gerade wenn das Werkstück nicht plan ist, sondern eine ungleichmäßige Form hat. „Die Sono- trode muss so konstruiert sein, dass sie keine Abdrücke hinterlässt, kein Material aus der Schweißnaht quillt. In beiden Fällen würde der Kunde sein Produkt sonst wegwerfen. Außerdem muss die Sonotrode eine gleichmäßige Amplitudenverteilung auf das Werk- stück bringen, sonst würde es sich nicht an allen Punkten verschweißen.“ Auch dann gäbe es zu viel Ausschuss, was nicht im Sinne des Kunden und der Nachhaltigkeit von Herrmann Ultraschall sei. QUALITÄT UND KUNDENZU- FRIEDENHEIT SIND SEIN ZIEL Um die fertige Sonotrode zu prüfen, kann man ihr einerseits zuhören. „Wenn sie laut kreischt, stimmt etwas nicht“, sagt André Husson. Mit Hilfe modernster Lasertechnik wird sie heute im schwingenden Zu- stand vermessen und das Ergebnis protokolliert. „Der Laservibrometer vermisst die Sonotrode und zeigt Veränderungen nicht nur der Am- plitude, sondern scannt sie ab und erstellt ein dreidimensionales Bild“, so Husson. Daran erkennen er und seine Kollegen, an welcher Stelle das Werkzeug wie schwingt. „Außerdem machen wir damit einen Frequenz- scan und die Bewegung sichtbar. Damit stellen wir alle Frequenzen fest, mit denen die Sonotrode zum Schwingen gebracht werden könnte. Das ist wichtig, um nicht die falsche Frequenz anzuregen.“ Das würde das Werkzeug unbrauchbar machen. Jedoch könnten die Konstrukteure vorher, dank des Computers, alles genau berechnen – „da braucht man uns im Messlabor nicht mehr so oft“, so Husson lachend. „Es ist das Selbstverständnis unseres Hauses, beste Qualität abzuliefern, nur so können wir dem Kunden eine bestmögliche Sonotrode für seine Ansprüche garantieren“, ist Husson überzeugt. Ganz gleich, ob es ein Großauftrag sei oder „nur“ ein Ersatz- teil bestellt wurde. „Ich unterschreibe das Messprotokoll und möchte, „FRÜHER WAR ,TRIAL AND ERROR‘. VIELE SONOTRODEN AUS TEUREM TITAN SIND AUF DEM SCHROTT GELANDET.“ dass unser Ultraschallwerkzeug ‚guten Gewissens‘ das Haus verlassen kann.“ Unzählige Sonotroden sind schon durch die Hände von André Husson gegangen, und bei vielen kann er sich auch nach Jahren noch erinnern, was vor seiner Optimierung falsch war. Nach 30 Jahren Sonotrodenop- timierungen wollte André Husson es nochmals wissen. Im Frühjahr 2021 wechselte er in die Anwendungs- technik METALS, um den jüngsten Geschäftsbereich mit seinem spezi- fischen Know-how gezielt zu unter- stützen und aufzubauen. 53 52