Ultraschallsiegeln ist die Verwendung mechanischer Schwingungen, um Materialien mit einer molekularen Bindung zu verbinden. Elektrizität wird in ein hochfrequentes akustisches Signal umgewandelt, das mit Druck auf die zu verbindenden Teile kombiniert wird, um eine Dichtung zu erzeugen, die so stark oder stärker ist als die Materialien selbst. Es kann auf Kunststoffen allein oder einer Kombination aus Kunststoff und Metall verwendet werden. Ein Computer steuert die Siegelzeit und andere Einstellungen, um die genaue Handhabung mehrerer Materialien und Typen von Siegeln zu ermöglichen. Das Verfahren ist kosteneffektiv und potenziell sicherer als andere Verfahren, da es im Allgemeinen weder Hitze noch gefährliche Materialien wie Lösungsmittel oder Klebstoffe erfordert.
Ein Wandler dehnt sich aus und zieht sich mit der gleichen Frequenz wie eine elektrische Quelle zusammen, um elektrische Energie in mechanische Energie in Form von spezifischen Ultraschallschwingungen umzuwandeln. Ultraschall bezieht sich auf Frequenzen außerhalb des menschlichen Hörbereichs, dh über 20,000 Hertz. Die Schwingungen werden verstärkt und in die abzudichtenden Materialien geleitet. Die Teile werden zusammengepresst und die Vibrationen zwingen die Teile zusammen, bis sie auf molekularer Ebene verbunden sind.
Zu den üblichen Anwendungen der Ultraschallversiegelung gehört das Verbinden von thermoplastischen Harzen wie Polyethylen oder Polystyrol. Auch Metall und Kunststoff lassen sich mit diesem Verfahren verbinden. Abdichtungen können so einfach wie überlappende Schichten sein oder eine Einlage in eine Basis kleben oder einen Pfosten senkrecht zur Basis verankern. Ultraschallsiegel finden sich auf Blister- und Clamshell-Verpackungen. Mit dieser Technologie können gefüllte Tuben verschlossen werden. Die Stärke der Versiegelung kann dieses Verfahren auch für manipulationssichere Verpackungen geeignet machen.
Mikroprozessorgesteuerte Ultraschall-Siegelmaschinen können mit minimalem Arbeitsaufwand konsistente und zuverlässige Siegel herstellen. Vollautomatische Maschinen erfordern nur eine begrenzte Schulung, ohne dass Geschwindigkeit oder Qualität beeinträchtigt werden. Die Anpassung der Mikroprozessoreinstellungen ermöglicht schnelle Änderungen der Versiegelungsspezifikationen wie Häufigkeit, Größe und Quellmaterial.
Durch die Möglichkeit, ohne Wärmeanwendung zu versiegeln, eignet sich das Ultraschallsiegeln besonders für temperaturempfindliche Lebensmittel. Es wird auch in pharmazeutischen Einrichtungen verwendet. Der Verschluss kann auch bei einer Kontamination des Siegelbereichs durch ein Lebensmittelprodukt wirksam sein.
In den meisten Anwendungen wird für den Prozess keine Wärme benötigt, wodurch die Kosten für die Wärmeerzeugung entfallen. Die meisten Prozesse erfordern keinen Klebstoff, Faden oder Lösungsmittel, um einen guten Verschluss zu gewährleisten. Die Eliminierung zusätzlicher Komponenten in der Montagelinie vereinfacht den Produktionsprozess und reduziert die Produktions- und Lagerkosten.