Materialdatenbestimmung im Ultraschallbereich – Ermittlung temperaturabhängiger Speicher- und Verlustmoduln bei einer typischen Ultraschallschweißfrequenz von 20 kHz

Um eine frühzeitige simulative Bewertung der Schweißeignung im Entwicklungsprozess neuer Ultraschallfügekomponenten zu ermöglichen, wurde ein neuer Ansatz zur Bestimmung der benötigten frequenz- und temperaturabhängigen Speicher- und Verlustmoduln entwickelt. Exemplarisch wurden die Kennwerte für drei verschiedene Werkstoffe (PA 6, PP, PMMA) im Festkörperbereich ermittelt. Im Rahmen der Validierungsversuche wurde eine deutliche Steigerung in der Vorhersagequalität des Schwingverhaltens durch den gewählten Ansatz im Vergleich zum Stand der Technik erzielt. Die Methodik stellt somit insbesondere im hochfrequenten Schwingungsbereich bis 20 kHz eine aussichtsreiche Alternative zur Bestimmung der viskoelastischen Materialeigenschaften dar.