RFID-Chip sicher in PP-Becherboden integrieren – Ultraschallschweissen als Schlüsseltechnologie
Mehrwegbecher gewinnen in Gastronomie und Eventbereichen an Bedeutung, insbesondere im Zusammenhang mit digitalisierten und automatisierten Pfand- und Bezahlsystemen. Eine Anfrage aus der DACH-Region zeigt, wie sich ein RFID-Chip funktional und dauerhaft in den Boden eines PP-Bechers integrieren lässt. Der folgende Anwendungsbericht beschreibt die technischen Anforderungen und die Lösung mittels Ultraschall-Schweissen - umgesetzt durch RINCO ULTRASONICS.
RFID-Chips erleichtern die Automatisierung und das Einbringen in ein Pfandsystem
Ein im Becherboden eingebrachter RFID-Chip ermöglicht automatisches Bezahlen an Self-Service-Stationen, das Hinterlegen oder Rückerstatten von Pfandbeträgen und die eindeutige Identifikation jedes einzelnen Bechers. So lassen sich Logistik- und Rückgabeprozesse vereinfachen und Betriebskosten reduzieren. Zudem wird Missbrauch vermieden, wie etwa durch das Einlösen von Fremdbecher. Voraussetzung dafür ist jedoch eine Verbindung, die den Chip sicher, dicht und dauerhaft im Becherboden fixiert.
Mehrwegbecher fordern hohe Anforderungen an die Schweissung des RFID-Chips
Mehrwegbecher sind im täglichen Einsatz starken Belastungen ausgesetzt. Deshalb muss der Chip wasserdicht verschweisst werden, damit er selbst nach vielen Spülgängen zuverlässig funktioniert. Ebenso wichtig sind Stossfestigkeit und Manipulationssicherheit, damit der Chip nicht beschädigt wird oder herausgelöst werden kann.
Cyril Geisser, Projektleiter bei RINCO ULTRASONICS, erklärt:
«Eine zusätzliche Herausforderung war das Material selbst: Polypropylen (PP) verlangt eine sehr präzise Ermittlung der Parameter, da das Material unkontrollierter schmilzt. Gleichzeitig durfte die Elektronik des Chips beim Schweissen keinesfalls überhitzen. Zudem wünschte der Kunde eine optisch saubere Schweissnaht, die das Erscheinungsbild des Bechers nicht beeinträchtigt.»
Damit der Prozess reibungslos abläuft, muss der Becher ausserdem schnell und sicher positioniert werden können – idealerweise über eine intuitive und ergonomische Aufnahme.
Der präzise steuerbare Ultraschallschweissprozess bietet entscheidende Vorteile
Das Ultraschallschweissen eignet sich besonders gut für diese Anwendung. Die Technologie erzeugt lokal begrenzte Wärme, wodurch der PP-Becherboden nur an der gewünschten Stelle schmilzt und die Funktion des RFID-Chips nicht beeinträchtigt wird. Es entsteht eine stoffschlüssige, wasserdichte und manipulationssichere Verbindung.
Die Schweissparameter Amplitude, Druck, Energie und Zeit lassen sich sehr genau einstellen. Dadurch kann PP kontrolliert verschmolzen werden, was zu einer reproduzierbaren, dichten und zugleich optisch unauffälligen Schweissnaht führt. Für ein schnelles und ergonomisches Einlegen des Bechers wurde eine passende Aufnahme mit Schiebetisch entwickelt. Kurze Zykluszeiten erhöhen die Wirtschaftlichkeit und machen das Verfahren ideal für die automatisierte Serienfertigung.
Das Ultraschallschweissen bietet eine dauerhafte Lösung bei Mehrwegprodukten
Die Ultraschallschweissung des RFID-Chips macht aus einem einfachen Mehrwegbecher ein robustes, langlebiges und digital vernetzbares Produkt. Betreiber profitieren von weniger manuellem Aufwand, niedrigeren Betriebskosten und einer verbesserten Rückverfolgbarkeit. Gleichzeitig kann die Umwelt durch die Wiederverwendung des Bechers nachhaltig geschont werden.
«Der Anwendungsfall zeigt deutlich, wie sich Kunststoffkomponenten durch integrierte Elektronik sinnvoll erweitern lassen – vorausgesetzt, das gewählte Fügeverfahren ist präzise und zuverlässig. Wir erhalten zunehmend Anfragen zu solchen Anwendungen, was den Bedarf an innovativen und sicheren Schweisslösungen im Mehrwegbereich bestätigt. In diesem Fall ist der Kunde zudem auf uns zugekommen, weil unser Umweltmanagement nach ISO 14001 zertifiziert ist und wir uns für umweltfreundliche und nachhaltige Produktlösungen einsetzen und stetig an neuen Lösungen forschen», sagt Cyril Geisser.
Autoren:
Cyril Geisser, Projektleiter RINCO ULTRASONICS
Martina Egger, Marketingleiterin RINCO ULTRASONICS