Máquinas de soldadura de plástico ultrasónicas.implica el uso de energía de sonido de alta frecuencia para suavizar o derretir el termoplástico en la articulación Las partes a unirse se unen juntas bajo presión y luego se someten a vibraciones ultrasónicas por lo general a una frecuencia de 20, 30 o 40 kHz. La capacidad de soldar un componente con éxito se rige con éxito por el diseño del equipo, las propiedades mecánicas del material a soldarse y el diseño de los componentes. Desde La soldadura por ultrasonidos es muy rápida (Weld Times típicamente son menos 1 Second) Y fácilmente automatizado, es una técnica ampliamente utilizada. Para garantizar la soldadura exitosa de cualquier parte, se requiere un diseño cuidadoso de componentes y accesorios y por esta razón, la técnica es más adecuada para la producción de masa. Beneficios del proceso Incluir: Eficiencia energética, alta productividad con bajos costos y facilidad de la línea de montaje automatizada Producción.
Una máquina de soldadura por ultrasonidos comprende cuatro componentes principales: una fuente de alimentación, un convertidor, un dispositivo modificador de amplitud (comúnmente llamado A Booster) y una herramienta acústica conocida como la bocina (o sonotrode). La fuente de alimentación cambia la electricidad de la red con una frecuencia de 50-60 Hz, en un suministro eléctrico de alta frecuencia que opera a 20, 30 o 40 KHz. Este La energía eléctrica se suministra al convertidor Dentro del convertidor, los discos de material piezoeléctrico están emparedados entre dos secciones de metal. El convertidor cambia la energía eléctrica en energía vibratoria mecánica en las frecuencias ultrasónicas. La energía vibratoria se transmite luego a través del refuerzo, lo que aumenta la amplitud del sonido Wave. Las ondas de sonido se transmiten luego a la bocina. La bocina es una herramienta acústica que transfiere la energía vibratoria directamente a las piezas que se están ensamblando, y también aplica una soldadura Las vibraciones se transmiten a través de la pieza de trabajo a la articulación Área. Aquí la energía vibratoria se convierte en calor a través de la fricción - Esto luego suaviza o derrite el termoplástico, y se une a las partes juntas.
Los siguientes son los factores para su consideración en la soldadura por ultrasonidos Proceso:
velocidad de calentamiento
La velocidad de calentamiento en la soldadura por ultrasonidos es el resultado de los efectos combinados de la frecuencia, la amplitud y la abrazadera Fuerza. En la ecuación de la velocidad de calentamiento, la fuerza de la abrazadera y la frecuencia aparecen como multiplicadores. La frecuencia suele ser fija para una máquina dada La velocidad de calentamiento en plástico varía directamente y en proporción a la fuerza de la abrazadera aplicado. Cuando Se aplica más fuerza de sujeción, la velocidad de calentamiento aumenta en proporción directa al cambio Sin embargo, la tasa de calentamiento varía con el cuadrado de la amplitud - Si se incrementa la amplitud, el aumento de la velocidad de calentamiento aumenta dramáticamente. Por lo tanto, existe una relación inversamente proporcional entre la frecuencia de un soldador ultrasónico y su producción. Amplitud. Si El rendimiento de amplitud más alto disponible se usa constantemente, se usa resultados, daños mínimos de pieza y larga SONOTRODE / HERRIO La vida suele ser deseable.
material plástico
Una consideración importante en el proceso de soldadura por ultrasonidos es el material. Los materiales más suaves no llevan sonido, así como materiales más duros y requerirán más amplitud de la herramienta para obtener una cantidad utilizable de amplitud a la articulación. Los materiales con temperaturas más altas de fusión requerirán más amplitud para alcanzar hasta Temperatura de soldadura antes de que se haya ido el detalle conjunto. Elegir una máquina que sea menor en frecuencia y, por lo tanto, más alta en la amplitud a menudo es recomendable con la temperatura suave o alta Los materiales más rígidos pueden dañarse con una alta amplitud, y pueden calentarse tan rápidamente que el proceso se vuelve incontrolable. La soldadura también puede resultar en soldaduras débiles.
Limitaciones de diseño de herramientas
Las leyes de la física que gobiernan Sonotrode / Horn El diseño está relacionado con longitud de onda. La mayoría de los factores que reducen el rendimiento acústico tienen que ver con las dimensiones transversales - Dimensiones perpendiculares a la dirección de la amplitud. Si Una herramienta tiene una longitud de onda más larga (menor frecuencia), puede tener más grandes dimensiones. Una herramienta de frecuencia más baja será más sencilla y potencialmente más duradera que Una herramienta de frecuencia más alta haciendo la misma aplicación.
máquinas
Los soldadores de alta frecuencia suelen ejecutar herramientas pequeñas - Haciendo piezas pequeñas y delicadas con gran precisión. Ellos Típicamente tienen diapositivas pequeñas y ligeras impulsadas por cilindros de aire pequeño. Los soldadores de baja frecuencia suelen ejecutar herramientas grandes en amplitudes altas, lo que hace que las partes más grandes sean hechas de materiales más suaves. Ellos Por lo general, tienen ganas de diapositivas grandes impulsadas por cilindros de aire más grande.

Tipos de unión
La energía vibratoria ultrasónica se utiliza en varias técnicas distintas de ensamblaje y acabado, como:
Soldadura : El proceso de generación se derretirá en las superficies de acoplamiento de dos partes termoplásticas. Cuando Parada de las vibraciones ultrasónicas, el material fundido se solidifica y se logra una soldadura. La resistencia conjunta resultante se acerca a la del material principal Con la parte adecuada y el diseño conjunto, los sellos herméticos son posibles. La soldadura por ultrasonidos permite un montaje rápido y limpio sin el uso de consumibles.
Staking : El proceso de fusión y reformar un semental termoplástico para bloquear mecánicamente un material disímil en lugar. Tiempos cortos de ciclo, ensamblajes ajustados, buena apariencia de ensamblaje final y eliminación de consumibles Son posibles con esta técnica.
Inserción : incrustar un componente de metal (tal como un inserto roscado en un orificio preformado en una parte termoplástica. Alta resistencia, ciclos reducidos de moldeo y instalación rápida sin estrés Acumulación Son algunas de las ventajas.
Autorización / Formando : Capturar mecánicamente otro componente de un conjunto mediante la fusión de ultrasonidos y reformando una cresta de plástico o reformado de tubos de plástico u otras partes extruidas. Las ventajas de este método incluyen la velocidad de procesamiento, menos la acumulación de estrés, la buena apariencia y la capacidad de superar el material memoria.
Soldadura por puntos : Una técnica de ensamblaje para unir dos componentes termoplásticos en puntos localizados sin la necesidad de agujeros preformados o un director de energía. La soldadura por puntos produce una soldadura estructural fuerte y es particularmente adecuada para piezas grandes, hojas de termoplástico extruido o fundido, y piezas con geometría complicada y de difícil acceso uniéndose superficies.
Llegado : El uso de la energía ultrasónica para hendidura y el sello de borde tejido, tejido y no tejido Termoplástico Materiales. Los bordes lisos y sellados que no se desentrazarán son posibles con este método. No hay "Bead" o acumulación de grosor en el borde de la hendidura para agregar a granel a rodado Materiales.
Textil / Película sellado : El uso de la energía ultrasónica para unirse a los materiales termoplásticos delgados. Claro, Presión ajustada Se pueden realizar sellos en películas y soldaduras limpias, se pueden realizar. El corte y el sellado simultáneos también son posibles. Una variedad de yunques modelados están disponibles para proporcionar "puntada" decorativa y funcional Patrones.

aplicaciones
El montaje ultrasónico es el método de elección para muchas aplicaciones en los mercados automotrices, electrodomésticos, médicos, textiles, envases, juguetes y electrónica, entre entre otros. Las ventajas básicas de la asamblea ultrasónica - soldaduras rápidas, fuertes, limpias y confiables - son comunes a todos mercados.

aparato	en este alto volumen El mercado, la hermeticidad, la fuerza y ​​también la apariencia cosmética son importantes. Aplicaciones Incluir: Hierro de vapor, carcasa de la bomba, varita de aspiradora y spray para lavavajillas ARM.
automotor	Sellos herméticos en aplicaciones como lentes, filtros y válvulas. Otras aplicaciones Incluir: Puerta de la caja de guantes, grupo de instrumentos, aire desviador y el flujo de aire masivo Sensor.
negocio	"Limpio" Los ensamblajes con materia particulada reducida se producen en el almacenamiento de información Discos. Otras aplicaciones incluyen el montaje para cartuchos de cinta, y audio y video Cassettes.
consumidor	Las operaciones de soldadura, estadía y formación de precisión se utilizan en la fabricación de SWATTH®.
eléctrico	Múltiples aplicaciones de estadificación e inserción a menudo son automatizadas para el alto volumen Requisitos de producción con consistencia Fiabilidad. Aplicaciones Incluir: Bloques de terminales, conectores, interruptores (por ejemplo, toggle, inmersión, rotatorio rápido y diafragma), y bobina Asambleas.
médico	No contaminación y la capacidad de operarse en una habitación limpia es tan importante como la fuerza de la soldadura. Conjuntos confiables y repetibles para dispositivos críticos de soporte vital se producen con nuevas capacidades en proceso Control. Aplicaciones Incluir: Filtro arterial, Cardiometría embalse, sangre / gas Filtro, máscara facial y IV Spike / Filtro.
embalaje	Desde los paquetes asépticos hasta los tubos de pasta de dientes, la capacidad de la asamblea ultrasónica para sellar la contaminación del producto en el área conjunta es una ventaja importante. Además de la buena apariencia cosmética, la Asamblea Ultrasónica proporciona Evidental de TAMPER Sellos para blister Paquetes. Aplicaciones Incluir: Dispensador de condimentos, paquete de ampollas, bolsa de jugo, cartón de jugo y papel recubierto de plástico Tazas.
juguetes	En esta industria altamente competitiva, la eliminación de adhesivos, tornillos y disolventes, u otros consumibles es un bono agregado a fuerte, seguro, libre de flash Asambleas.

Limitaciones de soldadura de plástico ultrasónico.
Los materiales para componentes ultrasónicamente soldados son posiblemente la limitación más importante - El proceso funciona mejor cuando Ambos componentes están hechos de polímeros amorfos similares. Si Solo uno de los componentes es adecuado para soldadura (o son incompatibles) Técnicas de unión ultrasónica relacionadas Debe ser considerado. Si Ninguno de los materiales es adecuado para la soldadura (por ejemplo, THERMOSET PLASTICS) Luego debe usarse otro método de unión. El tamaño de una soldadura ultrasónica continua depende de la bocina (SonotRode) que hace it. pero sonotrodos son limitados de tamaño mediante restricciones físicas basadas en la longitud de onda del ultrasonido usado. algunos típicos "reglas de thumb" para modo axial sonotrodos (como usado en plástico soldadura) son:
• SonotRode La longitud es la mitad de una longitud de onda.
• Diámetro máximo (o Otro lateral dimensión) es un tercio de una longitud de onda, para evitar la interferencia de otros modos de vibración
La longitud de onda depende de la frecuencia de operación y la velocidad de sonido del sonotrode Material. en la mayoría de los casos (utilizando una frecuencia mínima de 20 kHz y materiales comunes como aluminio, titanio o acero inoxidable acero) La longitud de onda máxima está alrededor 250 mm (10 pulgadas). Por lo tanto, la dimensión lateral de un sonotrode no puedo siempre ser más grande alrededor de 80 mm (Sólo más de 3 pulgadas). Frecuencias más bajas, hasta 15 kHz o menos, permita un sonótrodo más grande Tamaño pero con un aumento significativo de la audible ruido. más grande sonotrodos A menudo se construyen utilizando una serie de tragamonedas, dividiendo En las secciones, cada una de las cuales obedece individualmente las reglas o modos alternativos de vibración (por ejemplo, radial) se puede usar que eliminan completamente estos Limitaciones. En la mayoría de los casos, aunque las secciones más grandes tendrán reglas más complicadas de su propio - Análisis de elementos finitos y una cantidad significativa de prototipos Se requerirá que el trabajo llegue a un serotrode exitoso diseño.
El poder requerido para un proceso de soldadura por ultrasonidos depende principalmente del tamaño de la soldadura, los materiales se soldan y la eficiencia de transmisión de energía hasta la soldadura. La mayoría de los sistemas ultrasónicos utilizan los sistemas de control para ajustar la entrada de energía automáticamente, ya que el proceso lo exige, pero obviamente dentro de la capacidad del generador y el transductor. Con la electrónica moderna utilizada en los generadores ultrasónicos, es el transductor el que dicta la potencia máxima que el sistema puede manejar, porque de las mismas restricciones en el tamaño físico discutido anteriormente para SonotRodes. Los transductores ultrasónicos modernos a menudo pueden manejar 3kW, y algunos afirman hasta 6 kW, que deberían Empuje los límites de la soldadura por ultrasonidos Viabilidad. Es difícil de lograr en el modo axial Sistemas, como se usa para soldadura de plástico, a menos que Los transductores se pueden aplicar a los sistemas ultrasónicos completamente separados. Por lo tanto, múltiples sistemas ultrasónicos pueden hacer soldaduras discretas en varias ubicaciones en los componentes No es posible compensar la potencia limitada al aumentar el tiempo de soldadura, ya que más tiempo permite una mayor transferencia de calor de la zona de soldadura