Ultralydssvejsning volder industrien problemer

Grædende børn og utilfredse kunder. Det er hvad Lego og Grundfos frygter, når de ultralydssvejser. Selv om industrien bruger ultralydssvejsning i stor stil, går det stadig galt en gang imellem og ingen ved hvorfor. Lego, der årligt udfører omkring 100 millioner ultralydssvejsninger på 100 forskellige produkter ved, at der skal meget lidt til, før det går galt. - Vi bruger ultralydssvejsning, som vi altid har gjort det, og emnerne konstrueres næsten altid med to rør, som presses ind i hinanden og svejses sammen. Alligevel bliver vi ubehageligt overraskede en gang imellem, siger projektleder Calle Schmidt, fra Lego Engineering, der har ansvar for indkøb og indkøring af ultralydsudstyr.

Et af skrækeksemplerne for Lego, som dog ikke nåede under juletræerne og ind på børneværelserne, var et dyr, som ikke havde den nødvendige styrke. Dyret var ultralydssvejset af to skaller, men samlingen holdt ikke, hvilket blev opdaget lige før, det skulle ud i butikkerne. - Kvalitetsafdelingen fangede heldigvis fejlene, og vi måtte kassere et femcifret antal dyr, fortæller Calle Schmidt. Det var ikke den store økonomiske katastrofe, da materialeprisen er lav, men risikoen for at defekte produkter havner hos kunderne, vil Lego gerne af med. Derfor blev der udført et stort detektivarbejde for at finde fejlkilden. Årsagen viste sig at være en råvareleverandør, som havde ændret på fremstillingsprocessen af plasten, dog uden at materialespecifikationen på det anvendte ABS-materiale var æn dret. Ændringen betød, at additiver fra plasten bevægede sig ud på overfladen under svejsningen og reducerede styrken i Lego-dyret. Løsningen blev at bruge en alternativ leverandør. Det er næsten altid materialerne, det går galt med og ikke produktionsudstyret. Derfor er det netop sådanne eksempler som Lego, Grundfos, Maersk Medical og Løgstør Rør vil have mere viden om, for at kunne blive bedre til at forstå ultralydssvejsning. I efteråret fremlagde de via Plastindustrien i Danmark et fælles forskningskatalog til forskningsinstitutionerne, hvor ultralydssvejsning indgår. I kataloget begrundes behovet for mere viden: Ultralydssvejsning udmærker sig ved at være helt uforudsigelig. Erfaringen viser, at ganske små materialevariationer kan have afgørende indflydelse på svejseresultatet. En dybere for ståelse af processen og de betydende materialekonstanter vil forhåbentlig gøre det muligt at opnå en mere pålidelig proces, hedder det i kataloget. Til det siger lektor Martin Vigild fra Dansk Polymercenter på DTU: - Nu er det jo ikke sådan, at industrien ikke kan ultralydssvejse. Hvis der er rigelig gods tykkelse og lige kanter, kan man altid få ultralydssvejsning til at fungere. Men den teknologiske udvikling stiller krav om, at vi skal vide mere om, hvordan plastmolekylerne opfører sig under svejsningen.
Alternativ leverandør

Et andet problem er, at der ikke er nogen eksperthjælp at hente, når der opstår problemer. - Vi mangler en Mr. Ultralyd i Danmark. Det er et af problemerne, siger Calle Schmidt, der ønsker flere muligheder for at kunne designe kontaktfladerne på de emner, der skal svejses sammen. - Det går aldrig galt, når produktionen kører, men i indkøringsfasen kan svejseværktøjer og emner volde store problemer, siger han. Teknisk chef Bent Nielsen fra Branson Ultrasonic Scandina via, der har forhandlet ultralydsmaskiner i Danmark siden 1969, siger, at der ikke er megen hjælp at hente hos udstyrsleverandørerne: - Har kunderne materialeproblemer, henviser vi dem til Teknologisk Institut.
Hjælp på vej

Umiddelbart ser det ud til, at der er hjælp på vej. Plastindustriens forskningskatalog er tæt på at udmønte sig i en ansøgning om en centerkontrakt, hvor Teknologisk Institut (TI), Dansk Polymercenter og ni virksomheder vil undersøge ultralydssvejsning og flere andre sammenføjningsmetoder i plast. Heriblandt lasersvejsning, som anvendes flere steder i udlandet. - Ansøgningen indsendes i løbet af et par måneder, og hvis vi er heldige, kan vi starte sidst på året siger projektleder Torben Knudsen fra Plastteknologi på TI. Desuden har Dansk Polymercenter og Institut for Produktion og Ledelse på DTU netop opslået et professorat i plastprocesser.
Fordele og ulemper

Årsagen til, at ultralydssvejsning er interessant for industrien, er, at man undgår snaplåse og skruer, og samtidig får en meget stærk sammenføjning langs hele kanten og ikke hvor snap eller skruer er placerede. Desuden er procestiden kort, men ulempen er, at der findes få frihedsgrader med hensyn til plasttyper, materialeændringer og til selve designet. Ydermere larmer processen betydeligt og skal normalt være indkapslet for at beskytte medarbejderne.