In 2017 heeft DEMO een Ultrasoon X-Y Lastafel gebouwd voor L&R. Hiermee doet LR onderzoek naar het continu lassen van thermoplastische composieten. De jaren erna hebben we nog een aantal upgrades toegevoegd aan de opstelling.
In de industrie wordt er al langer stationair ultrasoon gelast, hiermee worden twee composieten permanent aan elkaar verbonden door een sonotrode (RVS stempel met een oppervlak van ~2x3cm) ultrasoon te trillen terwijl deze met een paar honderd kg kracht op het werkstuk wordt gedrukt. Hierdoor wordt in zeer korte tijd een temperatuur van enkele honderden graden Celsius bereikt en smelt het materiaal aan elkaar.
Het vernieuwende in dit onderzoek is dat het werkstuk onder de sonotrode bewogen kan worden waardoor een lijn las ontstaat, hierdoor worden nieuwe geometrieën mogelijk.
De uitdaging was om een opstelling te bouwen met een tafel die een meter kan verplaatsen over de x-as met een nauwkeurig gecontroleerde snelheid en niet meer dan 0.05mm doorbuigt onder een belasting van maximaal 4kN. Om dit te realiseren is er gekozen voor zware lineaire geleiders van Festo inclusief elektrische aandrijving, hierop is een optische tafel van Thorlabs geplaatst. Om dit geheel goed te ondersteunen, en om ook het ultrasoon lasapparaat te huisvesten is er een redelijk zwaar uitgevoerd stalen frame gebouwd. Het geheel is te zien op bijgevoegde foto.
Naderhand ontstond o.a. de wens om het systeem te voorzien van een extra stempel welke het werkstuk ook na het lassen nog enige tijd kan voorzien van druk zodat het kan afkoelen zonder te veel te vervormen. Hiervoor is een ‘Servo Press’ van Festo toegevoegd aan de opstelling.
Ook wilde de onderzoekers de temperatuur van het werkstuk tijdens het lassen nauwkeurig kunnen meten, hiervoor zijn extra sensoren in het bestaande systeem geïntegreerd.
De hele opstelling bestaat uit diverse elektrische systemen van verschillende leveranciers, DEMO heeft de elektronica en software ontwikkeld om dit alles samen te brengen tot een werkend systeem waar de onderzoekers direct hun variabelen in kunnen geven en het lasproces en de horizontale beweging synchroon kunnen worden aangestuurd en uitgelezen.
Dit is een mooi voorbeeld waar de nauwe samenwerking tussen onze mechanische en elektrotechnische afdelingen resulteren in een unieke oplossing en de mogelijkheid om ook achteraf het systeem nog uit te breiden als de klant gedurende het onderzoek extra wensen ontwikkeld.
