Case
Kürzere Prozessgeschwindigkeit beim Ultraschall-Metallschweißen in der Batterieherstellung
In der industriellen Batterieproduktion müssen Kathoden- und Anodenstapel schnell, zuverlässig und reproduzierbar geschweißt werden. Bei einem namhaften Hersteller stieß der bestehende Ultraschallschweißprozess jedoch an seine Grenzen: Zykluszeiten von unter fünf Sekunden ließen sich mit dem vorhandenen System nicht stabil realisieren. EUROSONIC analysierte den Prozess und optimierte gezielt die entscheidenden Ultraschallkomponenten.
Die Herausforderung
Beim Ultraschall-Metallschweißen von Kathoden- und Anodenstapeln treffen hohe Stückzahlen und kurze Taktzeiten auf empfindliche Materialien und hohe Anforderungen an die Qualität der Verbindung.
Das vorhandene Ultraschallschweißsystem erreichte bei Zykluszeiten unter fünf Sekunden keinen stabilen Betrieb. Eine weitere Erhöhung von Kraft oder Leistung führte dabei nicht zum gewünschten Ergebnis. Denn gerade bei anspruchsvollen Batterieanwendungen kommt es darauf an, Energieeintrag, Schwingungsverhalten und Prozessparameter präzise aufeinander abzustimmen.
Die Qualität der Schweißverbindung ist dabei nicht nur mechanisch relevant. Als Teil der elektrischen Funktion beeinflusst sie unter anderem Kontaktqualität, Übergangswiderstand, Prozesssicherheit und Langzeitstabilität.
Die Lösung
EUROSONIC analysierte den bestehenden Schweißprozess und identifizierte Generator und Konverter als zentrale Ansatzpunkte für die Optimierung. Durch den gezielten Austausch dieser Komponenten konnte das Zusammenspiel von Energieeintrag, Schwingungsverhalten und Prozessführung verbessert und das Prozessfenster stabilisiert werden. Entscheidend war dabei nicht die Maximierung einzelner Leistungswerte, sondern die präzise Abstimmung des Ultraschallsystems auf die konkrete Anwendung.
Der bestehende Prozess konnte dadurch gezielt weiterentwickelt werden, ohne das komplette System ersetzen zu müssen.
Das Ergebnis: bis zu 70 % kürzere Zykluszeit
Nach der Umstellung auf EUROSONIC-Komponenten reduzierte sich die Zykluszeit von über fünf Sekunden auf bis zu 1,5 Sekunden. Damit konnte der Durchsatz in der Batterieproduktion deutlich gesteigert werden.
Gleichzeitig wurde ein stabileres und reproduzierbareres Prozessverhalten erreicht. Der Anwendungsfall zeigt damit, dass beim Ultraschall-Metallschweißen nicht allein Kraft oder maximale Leistung über das Ergebnis entscheiden. Erst das abgestimmte Zusammenspiel von Generator, Konverter, Schwingeinheit, Werkzeug, Material, Aufnahme und Prozessparametern ermöglicht einen leistungsfähigen Gesamtprozess.
Fazit
In der Batterieproduktion zählt nicht nur die Festigkeit einer Schweißverbindung. Sie muss schnell, stabil, reproduzierbar und elektrisch zuverlässig hergestellt werden können. Der Einsatz von EUROSONIC-Komponenten zeigt in diesem Anwendungsfall, welches Potenzial in der gezielten Optimierung eines bestehenden Ultraschall-Metallschweißprozesses steckt.
Bestehende Prozesse gezielt weiterentwickeln
Wenn sich Zykluszeiten nicht weiter reduzieren lassen oder Prozesse bei höheren Geschwindigkeiten instabil werden, muss die Lösung nicht zwangsläufig in einer komplett neuen Anlage liegen. Die gezielte Optimierung zentraler Ultraschallkomponenten kann einen entscheidenden Unterschied machen.
Genau hier setzt EUROSONIC an: Bestehende Systeme werden analysiert, kritische Komponenten identifiziert und gezielt auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt.
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