Ultrazvukové svařování usnadní výzkumníkům FEL vytvářet odolné vodivé spoje ve smart textiliích

Výzkumní pracovníci RICE Fakulty elektrotechnické se dlouhodobě zabývají novými technologiemi kontaktování a propojovaní elektronických prvků na textiliích. Nové počítačově řízené ultrazvukové svařovací zařízení, které FEL pořídila v rámci mezinárodního projektu WelConTex II, umožní vytvářet kvalitní a odolné nerozebíratelné vodivé spoje ve smart textilních produktech. Tato technologie bude dobře přenositelná do průmyslu.

Díky počítačově řízenému termoplastickému ultrazvukovému svařování bude možné vytvářet vysoce elektricky vodivá spojení na smart textilních produktech kvalitněji, rychleji a zejména automatizovatelně. Odpadne tak nákladná, nespolehlivá a časově náročná manuální výroba, která je v současné době u výrobců smart textilních produktů rozšířená. Vyvíjená technologie ultrazvukového svařovaní umožní hromadnou výrobu smart textilií za nižší náklady, s vyšší spolehlivostí a odolností nejen při používání, ale i během údržby.

Pořízený ultrazvukový svařovací přístroj HiQ DIALOG je nejvyšší řadou z těchto zařízení od zavedené německé společnosti Herrmann Ultraschall. Umožňuje svařovat širokou škálu plastů při frekvenci 35 kHz, výkonu až 1200 W a svařovacím přítlaku až do 650 N. Výhodou tohoto zařízení je možnost precizního řízení svařovacího profilu dle dodané energie, výkonu, doby svařování nebo hloubky svaru, či kombinace jednotlivých módů během jednoho svařovacího profilu. Svařovací stanice je vybavena patentovaným servo-pneumatickým pohonem kombinujícím výhody pneumatických systémů s dynamikou a řízením elektrického pohonu, což umožňuje volit libovolné počáteční či koncové body procesu svařování. Díky grafickému zobrazení je navíc možné sledovat a detailně hodnotit výsledky svařovacího procesu.

Vzhledem k vysoké univerzálnosti přístroje bude proces ultrazvukového svařování využíván nejen k realizaci spolehlivého a odolného elektrického kontaktu mezi vodivými elektronickými prvky na textilních nosičích, ale rovněž k pouzdření elektronických součástek či celých modulů přímo na textiliích, které pak budou pohodlné, pratelné a odolné obdobně jako běžné textilie.

Ultrazvukové svařovací zařízení bylo pořízeno z finančních prostředků mezinárodního projektu WelConTex II, které řeší FEL/RICE a společnost VÚB a.s. ve spolupráci s německým výzkumným ústavem Fraunhofer IZM. V uživatelském výboru tohoto projektu je 13 německých a českých podniků, které se zabývají oblastí smart textilií a mají o tuto technologii zájem.

Instalace nového zařízení na FEL doplňuje stávající technologie odporového bodové mikrosvařování či termo-kompresního bondování a vytváří tak ucelené technologické portfolio pro výzkum a vývoj nových generací e-textilních produktů s vysokou přidanou hodnotou.