Mit der Ultraschalltechnologie von Telsonic Filter funktionsfähig machen

May 28, 2023

Filter gibt es überall. Eine Vielzahl von Industriezweigen verwendet unterschiedliche Arten von Filtern in ihren Verarbeitungsanlagen oder als Teil ihrer Herstellungsverfahren für Chemikalien, Kraftstoffe, Hydrauliköle, Wasser und Lebensmittelprodukte. Der medizinische Sektor benötigt viele Filterprodukte, von Gesichtsmasken, Atemfiltern, Filtern für Schlafapnoe-Geräte bis hin zu Mikrofiltern für Körperflüssigkeiten einschließlich Blut und Diagnosesystemen.

Der Arbeitsschutz ist ein weiterer wichtiger Bereich für den Filterschutz vor Partikeln und Gasen in bestimmten Arbeitsumgebungen. Darüber hinaus sind Filter ein wesentliches Sicherheitselement für Feuerwehrleute und Militäreinsätze, um saubere Atemluft zu gewährleisten. Auch in den Fahrzeugen, die wir fahren, von Privatautos bis hin zu Massentransport- und Erdbewegungsfahrzeugen, werden eine Reihe verschiedener Filter verwendet, die die Öle und den Kraftstoff sauber und die Innenraumluft frei von Pollen halten. Das häusliche Staubsaugen hat sich inzwischen dahingehend weiterentwickelt, dass es eine stärkere Filterung mit Primär- und Sekundärfiltern bietet. Allen diesen Filtern ist gemeinsam, dass sie meist zum einmaligen Gebrauch bestimmt sind, sich idealerweise leicht recyceln lassen und in großen Mengen benötigt werden.

Wie man sich vorstellen kann, gibt es bei einem so breiten Anwendungsspektrum für Filter und Filtration eine ebenso vielfältige Palette an Filtermaterialtypen und eine Reihe unterschiedlicher Prozesse, die zur Herstellung des Endprodukts erforderlich sind. Zu den gängigen Filtermaterialien gehören solche aus Polyamid (Nylon), Polypropylen und Polyester, obwohl für bestimmte Anwendungen auch andere Polymere und Materialkombinationen verwendet werden können. Einige Filter bestehen aus mehreren verschiedenen Materialien in Laminatform. Dies kann aus einer Kombination von Polymeren zusammen mit faserigen natürlichen oder organischen Materialien wie Baumwolle oder Spezialpapieren bestehen.

Filtermaterialien werden oft als gewebt oder nicht gewebt klassifiziert. Vliesstoffe, typischerweise Polypropylen, können durch Spunbond- oder Meltblown-Verarbeitung hergestellt werden, wobei die Grundpolymere in ein textiles Fasermaterial unterschiedlicher Dichte oder Porengröße umgewandelt werden. Bei speziellen medizinischen Einweg-Mikrofiltern handelt es sich oft um ein- oder mehrschichtige Membranmaterialien, bei denen die Porengröße und die Dicke des Filtermaterials mit Membrandicken von 5 Mikron oder weniger extrem klein sind. Diese unterschiedlichen Materialien werden dann zu unterschiedlichen Filterformaten und -designs verarbeitet. Einige davon sind plissiert, andere sind vom Typ einer Flachgelegemembran oder sogar Kombinationen aus beidem, abhängig von der individuellen Anwendung.

Gerade in diesen Verarbeitungsstufen hat sich die Ultraschalltechnologie zum Verfahren der Wahl zum Schneiden, Versiegeln, Kalandrieren und Verbinden von Filtermaterialien etabliert. Die Ultraschalltechnologie stellt heute einen hochmodernen Ansatz für die Herstellung der meisten Filterprodukte dar, und es gibt viele Beispiele dafür, dass der Prozess als zentraler Prozess in Maschinen integriert ist, die in der Lage sind, ein umfassendes Spektrum an Filterkomponentengrößen herzustellen.

Die Art des Ultraschallprozesses ermöglicht eine Verbesserung der Effizienz, Qualität und Ergonomie des Bedieners und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, wertvolle Prozessdaten zu erfassen. Beim Schweißen von Faltenfiltern werden diese Maschinentypen zum Ultraschallschweißen und Versiegeln des Längslippennahtteils des Faltenfiltermembranmaterials verwendet, um Kernfilterelemente mit kreisförmigem Querschnitt zu bilden. Abhängig vom spezifischen Filtertyp kann dies das Arbeiten mit einer Reihe von Faltentiefen, typischerweise bis einschließlich 50 mm, und Filterlängen von 250 mm bis 1500 mm umfassen. In Kombination mit diesen Varianten ist die Anzahl der Falten abhängig vom Filterelementdurchmesser. Die Maschinenkonfiguration kann entweder eine einfache manuelle Einzelstückbeladung oder eine halbautomatische Konfiguration mit mehrfacher Indexierung des Ultraschallkopfs über dem Medium oder der Bewegung des Mediums unter einem statischen Kopf sein. Die Ultraschallsysteme dieser Konfiguration basieren auf der USP3000E-Presse von Telsonic, komplett mit einem 20-kHz-MAG-Generator mit 3,6 kW oder 4,8 kW.

Eine Touchscreen-Schnittstelle ermöglicht die Änderung der Schweißparameter von Zeit zu Energie, maximaler Leistung und über einen linearen Encoder das Schweißen nach Entfernung oder absoluter Entfernung sowie das Schweißen mit Amplituden- und Druckprofilierung über ein Proportionalventil. Die HMI-Schnittstelle ermöglicht die Eingabe von Schweißrezepten, die Speicherung und Einrichtung von Schweißrezepten mit visuellen Anzeigen sowie die Möglichkeit, alle Schweißbewertungsdaten auszugeben. Die Schweißrezepteinrichtungen sind vollständig elektronisch und umfassen eine Datenauswahl in Zusammenarbeit mit dem Haupt-SPS-/HMI-Steuerungssystem der Maschine.

Das Kalandrieren von mehrschichtigen Filtermedien mit kontinuierlich laufenden Ultraschallköpfen ist eine weitere häufige Anwendung, bei der Laminate kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden können, um laminierte mehrschichtige Filtermedien zu erzeugen, die für die nachfolgende Produktion von Filterpatronen/-elementen bereit sind.

Für Filter- oder Membranschneideanwendungen, egal ob flache Gelege oder dreidimensional geformte Materialien, bietet das Ultraschallschneideverfahren im Vergleich zu herkömmlichen Schneidmessern die Möglichkeit, Produkte mit höheren Geschwindigkeiten zu schneiden, ohne das Produkt zu verformen oder zu zerreißen, und bietet gleichzeitig eine bessere Schnittgeschwindigkeit Versiegelter, nicht ausfransender Rand.

Mit der Möglichkeit, zwischen dem traditionellen linearen Ultraschallverfahren oder dem einzigartigen Torsionssystem SoniqTwist von Telsonic für empfindliche kleine medizinische Filtermembranen zu wählen, ist die Technologie in der Lage, nicht nur Schweißvorgänge, sondern auch Materialschneiden und Cut-and-Seal-Vorgänge in einem breiten Spektrum durchzuführen von Materialarten.

In einer Welt, in der Unternehmen auch die Auswirkungen ihrer Herstellungsprozesse auf die Umwelt berücksichtigen müssen, ist die Ultraschalltechnologie eine natürliche Wahl als schnelles, sauberes Verfahren, das die Recyclingfähigkeit unterstützt, keine Verbrauchsmaterialien für gemeinsame Schnittstellen erfordert und die zusätzlichen Vorteile der Messbarkeit und Rückverfolgbarkeit bietet Prozessdaten.