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Piezokeramische Leistungswandler überzeugen bei der Produktion von medizinischen Schutzmasken

2020-04-21

Weltweit wird die Verwendung von Schutzmasken im öffentlichen Raum zum gegenseitigen Schutz vor Infektionen mit dem COVID-19 Virus intensiv und kontrovers diskutiert. Der besondere Schutz dieser Masken im medizinischen Bereich und insbesondere bei der Behandlung von COVID-19 Patienten steht jedoch außer Frage.

Verlässliche und stabile Komponenten und Bauteile spielen bei einem solch hoch getakteten Produktionsprozess eine entscheidende Rolle. Für die industrielle Produktion solcher Masken, auch für sehr hohe Stückzahlen, kommen bei der Herstellung der Masken-Säume Ultraschall-Schweißgeräte zum Einsatz.

Piezokeramische Leistungswandler sind wesentliche Bauteile von Ultraschall-Schweißgeräten, die beim Fertigen des Saums zum Einsatz kommen. Beim Ultraschallschweißen nutzt man die durch den Ultraschall erzeugte Reibungsenergie an den Grenzflächen der zu verbindenden Materialien. Presst man zwei Formteile an ihren Verbindungsflächen aneinander und regt sie mit hochfrequentem Ultraschall an, so verschmelzen ihre Verbindungsflächen miteinander. Dies funktioniert mit Metall- ebenso wie mit Kunststoffteilen, denn oft sind in den Saum auch Drähte eingebracht, um die Masken der Gesichtskontur anpassen zu können und damit die Schutzleistung noch weiter zu erhöhen.

Die Ultraschall-Energie wird über eine sogenannte Sonotrode den zu verbindenden Materialien zugeführt. Die Sonotrode verstärkt den vom Piezoverbundschwinger erzeugten Ultraschall. Der Piezoverbundschwinger ist aus zwei oder mehr piezokeramischen Lochscheiben aufgebaut, die über metallische Endstücke miteinander verspannt sind.

Diese Lochscheiben werden in aufwändigen Prozessen aus piezokeramischen Werkstoffen hergestellt und spielen die Hauptrolle beim Ultraschallschweißen.

CeramTec Bauteile mit minimalen Toleranzen gewährleisten eine maximale Prozess-Effizienz durch Minimierung der mechanischen und elektrischen Verluste in Wandler und System.

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