UPT-CIRUS

CIRUS

CIRUS-Folienschweißsystem zum Schweißen von thermoplastischen Kunststofffolien.

Maschinen mit hohen Produktausbringungszahlen, spezielle Verpackungsanwendungen bzw. Packgutanforderungen aber auch Kostendruck beim Folienmaterial selbst führen immer mehr zum Einsatz von Folien, die einen hohen Anspruch an das Schweißsystem stellen.

So kommt das Thema Schweißnahtqualität und deren zuverlässige Reproduzierbarkeit, eine möglichst kurze Schweißprozesszeit aber auch einen möglichst geringen Wärmeeintrag in das Packgut selbst neben der Anforderung von Reduzierung der Maschinenstillstandzeiten durch Wartung bzw. Tausch von Verschleißteilen oder Maschinenumrüstungen immer mehr in den Fokus der Anwender. Hier bietet ROPEX mit dem Produktbereich CIRUS- Schweißsystemlösungen und den dazugehörigen komplementären Komponenten die optimale Problemlösung an.

Die perfekte Lösung

Das CIRUS-(Cermet-Integrated-Resistive-Ultrafast-Sensorless) Folienschweißsystem der Firma ROPEX bietet die perfekte Lösung, wenn es um Folienschweißanwendungen geht, und eine hohe Temperaturdynamik beim Aufheizen und Abkühlen des Schweißwerkzeuges benötigt wird, eine komplexe Schweißnaht- bzw. Beutelkontur vorliegt oder kein bzw. nur ein geringer Wärmeeintrag in das Packgut erlaubt ist. Ferner erfordert das CIRUS-Folienschweißwerkzeug einen geringen Wartungsaufwand, da es im Gegenteil zu den konventionellen Impulsschweißschienen keine beweglichen Teile wie Spannköpfe zur Kompensation der thermischen Längenausdehnung des Metallbandes gibt, die brechen oder verklemmen können. Ebenso können Umrüstzeiten beim Produktwechsel entfallen, da es mit der CIRUS Technologie möglich ist, verschiedene Folienbahnbreiten zu schweißen ohne die aktiv beheizte Werkzeuglänge zu wechseln (Formatunabhängigkeit).

Aufheizen und abkühlen innerhalb weniger Milli-Sekunden

Werkzeugaufbau

Die extrem hohe Temperaturdynamik eines CIRUS Werkzeuges wird durch dessen speziellen Aufbau realisiert: auf ein planares Edelstahlsubstrat werden im Siebdruckverfahren mehrere Isolationsschichten aufgedruckt, bevor die eigentliche Heizbahn als Leistungswiderstand aufgebracht wird. Zur elektrischen Isolation und zum Schutz der Widerstandsbahn gegen äußere Einflüsse wird die Leiterbahn ebenfalls mit einer elektrischen Isolationsschicht versehen. Alle aufgedruckten Schichten werden jeweils mittels eines Sinterprozesses eingebrannt und dadurch stoffschlüssig miteinander und zum Stahlsubstrat als Untergrund verbunden. Dieses so erhaltene Heizelement wird dann auf einen Edelstahlkühlträger, in dem ein Kühlkanal zur Wasserführung integriert ist, aufgeschweißt.

Heizimpuls

Heizimpuls

Durch diesen speziellen Werkzeugaufbau wird es möglich im Vergleich zur klassischen Folienschweißtechnik neue Eigenschaften zu generieren: So ergibt sich aus der nur wenige µm dicken Heizbahn und der daraus resultierenden geringen Wärmekapazität eine extrem hohe Temperaturdynamik von 6000K/s.

Wärmetransfer

Thermokamera

Durch die sehr geringe Schichtstärke der aufgedruckten Schichten und der integrierten Wasserkühlung besteht zwischen der Folie und dem Kühlwasser ein sehr guter Wärmetransfer. Es ist somit möglich, die erzeugte Schweißnaht sehr effektiv und schnell abzukühlen. Die sehr hohe Temperaturdynamik des CIRUS-Schweißwerkzeuges mit der Kombination der Wasserkühlung ergibt letztendlich eine im Vergleich zu den konventionellen Schweißverfahren deutlich reduzierte Prozesszeit und somit eine höhere Produktausbringung.
Die durch die Erwärmung der Heizbahn bzw. des Substrats erzeugte Wärmeausdehnung wird durch den speziellen Aufbau im Werkzeug abgebaut, so dass eine CIRUS-Schweißwerkzeugschiene ohne mechanische Längenausdehungskompensation auskommt. Gebrochene Federn oder klemmende Spannköpfe wie sie bei Metallheizbandschienen vorkommen können, sind daher ausgeschlossen.

Beliebige Heizbahnkonturen

IR Bild

Sollten Standard-UPT-Schweißschienen für die gestellte Aufgabe nicht eingesetzt werden können, ist es möglich, auch speziell für diese Anwendung ein Schweißwerkzeug herzustellen. Hier wird in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden nach dessen Vorgaben ein Folienschweißwerkzeug konstruiert und umgesetzt. Aufgrund der speziellen Herstellungstechnik, die bei der Heizelementproduktion eingesetzt wird, ist es möglich, die unterschiedlichsten Heizbahnkonturen herzustellen. So ist es möglich, geschwungene (z.B. Kreisbogenförmige oder elliptische) Schweißgeometrieen zu realisieren. Ebenso lassen sich überlappende Temperaturprofilierungen herstellen.

Systemaufbau

Systemaufbau

Das CIRUS Schweißsystem besteht neben dem eigentlichen Schweißwerkzeug noch aus einem Temperaturregler und weiteren komplementären Komponenten wie Stromfilter, Transformator, Stromwandler und Schweißwerkzeuggegenlage. Ein weiterer wesentlicher Bestandteil des Systems ist das notwendige Kühlaggregat. Die elektrische und auch thermische Auslegung dieses Gesamtsystem erfolgt durch ROPEX. Sie erhalten damit ein in sich auf seine Anforderungen abgestimmtes Komplettsystem, bei dem der Anwender bei Beachtung der technischen Empfehlungen über die optimale Funktionalität der Technologie in Verbindung mit dem geringsten eigenen Aufwand bei der Installation, Inbetriebnahme und Wartung verfügt.

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