Warmeinbetten vs. Ultraschallschweissen

Aufgrund von schnellerem Einpressen und kürzeren Abkühlzeiten hat die Installation via Ultraschallschweissen üblicherweise kürzere Zykluszeiten als beim Warmeinbetten wenn ein einzelner Gewindeeinsatz installiert wird der nicht vorgewärmt ist. Allerdings hat Equipment zum Warmeinbetten, das die Gewindeeinsätze vorwärmt, eine vergleichbare Installationszeit zu Ultraschallschweiss Equipment. Darüberhinaus, wenn mehrere Gewindeeinsätze gleichzeitig installiert werden, sorgt das Warmeinbetten für eine schnellere Durchlaufzeit. 

Kurze Zykluszeit für kleine Gewindeeinsätze. Die Installation via Ultraschallschweissen ist üblicherweise schnell für kleinere Gewindeeinsätze (mit einen AD unterhalb 6mm), und verlangsamt sich mit der Erhöhung der Gewindegrösse.

Kann für einen anderen Zweck verwendet werden. Ultraschallschweissmaschinen werden häufig neu verwendet oder umgewandelt von einem ursprünglichen Kunststoff-zu-Kunststoff Schweissprozess zur Warmeinbettinstallation. 

Austauschbarkeit – Sonotrodengrössen und –formen können einfach geändert werden um unterschiedliche Gewindegrössen aufnehmen zu können.

Unzureichendes plastifizieren.

• Schlechtes f ixieren/einspannen der Komponenten führt häufig dazu dass der Gewindeeinsatz kalt eingepresst wird. Dieses passiert durch Dämpfung welches durch das Verschwenden von mechanischer Energie herrührt. Der Dämpfungseffekt führt zu einer schlechten Installation da die mechanische Energie nicht um den Gewindeeinsatz lokalisiert ist.
• Wenn Gewindeeinsätze zu schnell eingetrieben werden hat der Kunststoff nicht genügend Zeit zu schmelzen. Dieses ist ein übliches Problem mit der Einbringung im Ultraschallschweissverfahren welches oft zu hohen Druck und schlechter Retention innerhalb des Kunststoffs führt und zu einem Versagen des Teiles führen kann. Ein Versagen kann während der Installation stattfinden aber der schlimmste Fall ist wenn das Versagen im Anwendungsfall stattfindet. 
• Die Vibrationskräfte die durch die Sonotrode ausgeübt werden sind schwierig zu kontrollieren und manchmal werden Teile in die Bohrung eingepresst bevor sich der Kunststoff überhaupt plastifiziert hat. Die Schäden am Gewindeeinsatz oder dem Kunststoffteil können schwerwiegend sein. Während ausgeklügelte Kontrollsysteme helfen können dieses Problem zu lösen können diese annähernd zu einer Verdoppelung der Kosten für eine bereits teure Ultraschallschweissmaschine führen. 
• Geringe des Variationen Gewindeeinsatzes der oder Grösse der Aufnahmebohrung können genug sein um zu einem unzureichenden plastifizieren zu führen – selbst wenn die Geschwindigkeit des Einpressvorgangs verlangsamt wird. 

Metallpartikel und –flocken. Metallpartikel und – flocken können anfallen wenn das Ultraschall Sonotron gegen den Gewindeeinsatz vibriert und Material vom Gewindeeinsatz absplittert.

Übermässiger Lärm. Beträchtliches Lärmproblem welches durch den Kontakt von Metall auf Metall (Sonotron auf den Gewindeeinsatz). Je grösser der Gewindeeinsatz desto grösser wird der Lärm während der Installation sein. 

Schwierig mehrere Gewindeeinsätze gleichzeitig zu installieren. Es wird sehr teuer, falls nicht unmöglich, mehrere Gewindeeinsätze auf einmal zu installieren.

Beschädigte Gewindeeinsätze. Falsche Frequenz und/oder unkorrekte Einpresskraft kann zu Beschädigungen des Gewindeeinsatzes führen. In einigen Fällen kann das Sonotron das Gewinde des Gewindeeinsatzes beschädigen was dazu führt dass keine Schrauben oder Bolzen installiert werden können.

Gewindeeinsätze ohne Kopf. Besondere Vorsicht ist geboten wenn Gewindeeinsätze ohne Kopf verwendet werden um sicherzustellen dass der passende Kontakt zwischen dem Gewindeeinsatz und dem Sonotron hergestellt wird. Andernfalls ist eine Beschädigung des Innengewindes sehr wahrscheinlich.

Ultraschall Sonotrone sind teuer. Ultraschall Sonotrone sind Gegenstand von Verschleiss und sehr teuer zu ersetzen. Es ist üblich dass diese über 1000 Dollar kosten.

Zuverlässig und konsistent. Geringere Einpresskräfte erlauben das in Einpressen dünnwandige Teile welche durch das Ultraschallschweissequipment zerstört würden. Mit konsistenter und einstellbarer Temperatur, Kraft und Einpresstiefeneinstellung kann ein Gewindeeinsatz mit vorsehbaren Auszugs- und Drehomentversagenskräften für die Anwendung konstruiert werden. 

Ruhig. Die ruhige Bedienung beseitigt den grellen Lärm der mit der Ultraschallschweissinstallation einhergeht. 

Wirtschaftlicher. Warmeinbettmaschinen sind ungefähr 50% billiger als vergleichbares Ultraschallschweissequipment da sie weniger Komplex sind und nicht so viele Komponenten benötigen. Warmeinbetten umfasst die Verwendung einer erhitzten Spitze und die Einpressung mittels Pneumatik mit geringen Kräfte; üblicherweise unter 25Kg. Ultraschallschweissen erfordert eine elektrische Stromversorgung, Zykluszeitschalter, einen elektrischen oder mechanischen Energiewandler und ein Ultraschall Sonotron. 

Einfache Einpressung in tiefe Aufnahmebohrungen. Längere Hitzespitzen können verwendet werden um sicherzustellen dass Teile in tiefe Aufnahmebohrungen installiert werden können welche mit einem Ultraschall Sonotron nicht erreicht werden würden.

Vielfältig.

• Die Warmeinbettinstallationsmethode ist äusserst anpassungsfähig. Anwendungen die mehrere Gewindeeinsätze in mehreren Ebenen benötigen können mit einer Warmeinbettmaschine mit Aufspannplatten versorgt werden. Prototypen oder niedrigvolumige Anwendungen können mit einer manuellen Warmeinbettmaschine bedient werden.
• Eine grosse Reihe von Gewindegrössen kann mit der gleichen Maschine verwendet werden durch das Wechseln austauschbaren Hitzespitzen.
• Jeder Gewindeeinsatz kann installiert werden – mit oder ohne Kopf. 
• Einpressmodule können mit Vibrationszuführfördertöpfen ausgestattet werden so dass der Bediener die Gewindeeinsätze während des gesamten Installationsprozess nicht in die Hand nehmen muss. Die Gewindeeinsätze werden einfach in den Vibrationsfördertopf eingelegt und Zuführung in gelangen über eine die abgeschirmte Wärmekammer. Der Bediener muss nur die entformte Kunststoffkomponente in die Einspannvorrichtung legen und die Maschine aktivieren um den Gewindeeinsatz zu installieren.
  

  – Dieses ist äusserst wichtig für sehr kleine Gewindeeinsätze welche schwierig zu vereinzeln und zu orientieren sind.

Minimale Wartung. Warmeinbettmaschinen benötigen selten Wartung (falls überhaupt). Die Kosten für Wartung und Ersatzteile sind niedrig – Ersatz Hitzespitzen kosten ca. 50 Euro. 

Bessere Performance. Eine bessere Performance kann von Installationsequipment zum Warmeinbetten erwartet werden durch die „gesamte“ Erwärmung des Gewindeeinsatzes. Dieses ermöglicht es dem plastifizierten Kunststoff in alle Rändel und Hinterschneidungen zu f liessen. Die Performance von Gewindeeinsätzen die im Ultraschallschweissverfahren eingebracht werden ist oftmals schlechter da der Kunststoff nicht vollständig zwischen die Rändel oder in die Hinterschneidungen fliesst. Dieses passiert aufgrund der geringen Wärme die an der Schnittstelle zwischen dem Gewindeeinsatz und dem Gegenstück erzeugt wird.

Die etwas längere Prozesszeit für die Installation eines einzigen Gewindeeinsatzes (wenn der Gewindeeinsatz nicht vorgewärmt ist) ist wird ausgeglichen durch die Vorteile gegenüber der Installation im Ultraschallschweissverfahren.

Die Flexibilität, Konsistenz, hohe Performance und die Kosten des Warmeinbettens macht dieses zur besten Wahl um Gewindeeinsätze in Kunststoffe für viele Anwendungen zu installieren.

Ca. 75% der Performance des Gewindeeinsatzes sind das direkte Ergebnis wie gut dieser installiert wurde. Dahingehend müssen alle Faktoren, die einen Einfluss auf die Installation haben, sorgfältig kontrolliert werden um die Performance zu maximieren. Mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Kombinationen von Typen an Gewindeeinsätzen, Kunststofftypen und Performance Anforderungen ist es empfehlenswert dass Hersteller mit Experten für Verbindungselemente und Montage für Gewindeeinsätze zusammenarbeiten. Die richtige Auswahl des Gewindeeinsatzes und des Installationsprozesses kann den Unterschied ausmachen zwischen Versagen des Teils in der Anwendung und Teileintegrität für die beabsichtigte Produktlebensdauer.