Die unsichtbare Verbindung

Ultraschall wird nicht nur in der medizinischen Diagnostik eingesetzt, sondern findet auch in vielen anderen Bereichen des Alltags Anwendung. Prof. Frank Balle (INATECH) zeigte einer Schülergruppe der Schüler-Ingenieur-Akademie am Freitag, 08.03.2024, dass die Ultraschalltechnik vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet.

Die Schülerinnen und Schüler des Rotteck- und Kepler Gymnasiums in Freiburg sowie des Erasmus-Gymnasiums in Denzlingen lernten, dass Ultraschalltechnik in unserem täglichen Leben sehr präsent ist. Von der Herstellung von Lebensmittelverpackungen wie Milch- und Safttüten bis hin zur Produktion von Windeln und FFP2-Masken durch Ultraschallschweißen - die Technologie spielt eine wichtige Rolle. In der Elektronikbranche wird Ultraschallschweißen verwendet, um elektronische und mechatronische Bauteile miteinander zu verbinden, beispielsweise Batterie-Packs im Smartphone oder die Airbag-Sprengkapsel in jedem Fahrzeug.

Ultraschallschweißen ist ein innovatives Verfahren, bei dem zwei Materialien miteinander verbunden werden, indem Ultraschallwellen durch sie hindurchgeleitet werden. Dies ermöglicht eine schnelle und präzise Verbindung ohne den Einsatz von zusätzlicher Hitze, Klebstoffen oder Verbindungselementen. Im Kontext des Circularity Engineerings kann die Ultraschallschweißtechnik dazu beitragen, die Kreislaufwirtschaft zu fördern. Da bei dieser Schweißmethode keine zusätzlichen Materialien benötigt werden, können die verbundenen Teile am Ende ihrer Lebensdauer leichter recycelt oder wiederverwendet werden. Das trägt dazu bei, dass die Materialien in einem geschlossenen Kreislauf gehalten werden können. Neben dem Verbinden kann die Technik zudem zum Schneiden bzw. Trennen von Verbindungen eingesetzt werden.

Im Labor hatten die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, verschiedene Materialien miteinander zu verschweißen und konnten dabei beobachten, wie effizient und schnell der Prozess ist. An drei Stationen lernten sie von Dipl.-Ing. Samuel Beisel die vielfältigen Anwendungen des Ultraschallschweißens kennen. Ob metallische Werkstücke oder 3D-gedruckte polymere Halbzeuge: Die speziell mittels Ultraschall verbundenen Verbindungen konnten anschließend wieder getrennt und die maximale Zugkraft ermittelt werden.

Die Schülerinnen und Schüler waren begeistert von der Vielfalt der Möglichkeiten, die ihnen durch die Technik geboten werden. Sie konnten sehen, wie Innovationen entstehen und wie diese die Welt um uns herum verändern können. Wir hoffen, dass die Schülerinnen und Schüler diese Begeisterung mit nach Hause nehmen und in Zukunft weiterverfolgen werden. Denn sie sind die Generation, die den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft sowohl technisch als auch im Hinblick auf die Akzeptanz in der Gesellschaft umsetzen werden.

Kontakt:

Prof. Dr.-Ing. Frank Balle
Institut für Nachhaltige Technische Systeme (INATECH), Technische Fakultät
Walter-und-Ingeborg-Herrmann-Professur für Leistungsultraschall und Technische Funktionswerkstoffe
E-Mail: efm@inatech.uni-freiburg.de
www.circularity-engineering.de

Kerstin Steiger-Merx
Referentin PR/Marketing
Technische Fakultät
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-8056
E-Mail: steiger-merx@tf.uni-freiburg.de

11.03.2024