Princíp ultrazvukového zvárania plastov
Ultrazvukové zváranie je spôsob spájania dvoch častí vyrobených z rovnakých alebo chemicky kompatibilných materiálov pomocou vysokofrekvenčných ultrazvukových vibrácií, ktoré vytvárajú medzi sebou pevný zvar . Výhodou použitia tejto techniky s plastmi je, že počas niekoľkých sekúnd sa vytvorí vysoká pevnosť, plyn a vodotesné spojenie bez skrutiek, lepidla, nití, spájky alebo akéhokoľvek iného typu spojovacieho materiálu. Súčasti, ktoré boli zvárané, nemusia zostať v prípravku na vytvrdzovanie a okamžite ich používať v automatizačnej linke. Ultrazvukové zváranie plastov je proces šetrný k životnému prostrediu, ktorý spotrebováva veľmi malú energiu pri výrobe nákladovo efektívneho, trvalého a čistého zvaru. Tento proces sa používa v elektrických, počítačových, automobilových, leteckých, lekárskych a obalových odvetviach .
Zariadenie na ultrazvukové zváranie pozostáva zo zostavy meniča nazývanej zásobník . To sa skladá z troch komponentov: sonotrode, booster a zvar roh. Sonotroda je zdrojom vibrácií. Vo vnútri sú piezoelektrické keramické disky vložené okolo kovových dosiek, ktoré sú tesne upnuté na titánový valec. Vysoká frekvencia elektriny sa potom privádza cez kábel zo sieťového modulu. Pretože sa pri väčšine termoplastických živíc nevytvára dostatočná vibrácia na dosiahnutie teploty taveniny, zosilňovač vstupných vibrácií sa použije na zvýšenie pomeru požadovaného pre proces zvárania. Zvarovacia húkačka prenáša energiu vo vibráciách na termoplastické obrobky. Zvarovacia húkačka je navrhnutá tak, aby zodpovedala kontúram konkrétnych obrobkov. Zmierňuje vibrácie na konkrétnu hodnotu a uplatňuje sily potrebné na to, aby proces fungoval
Tento spôsob zvárania závisí od toho, že plasty sa používajú na zmäkčovanie, ale nie na topenie , a preto je najvhodnejšie pre termoplasty a nie pre termoplastické polyméry. Väčšina termoplastov má amorfnú štruktúru s určitým stupňom kryštalinity, čo znamená, že existujú niektoré oblasti, ktoré majú usporiadanú štruktúru. Termoplasty zmäknú v širokom rozsahu teplôt a majú teplotu skleného prechodu. Termosetové polyméry sú kryštalické a majú odlišnú teplotu topenia. Kryštalický polymér zostane pevný až do dosiahnutia jeho teploty topenia a potom sa roztopí naraz. Amorfné termoplasty majú tiež nižšiu špecifickú hmotnosť, nižšiu pevnosť v ťahu a modul pružnosti v ťahu, vyššiu ťažnosť a nárazovú pevnosť a nižšiu odolnosť voči tečeniu v porovnaní s väčšinou kryštalických polymérov. Napríklad ABS, akryl, polykarbonát a PVC sú amorfné polyméry s malou alebo žiadnou kryštalickou štruktúrou. Tieto plasty sú vhodné na ultrazvukové zváranie. Ultrazvukové zváranie dvoch častí vyrobených z rovnakého plastového materiálu zvyčajne získa najlepší výsledok. Avšak v niektorých prípadoch sa môžu pomocou ultrazvuku zvárať dva rôzne termoplasty, napríklad ak sú materiály chemicky kompatibilné a majú podobné teploty tavenia. Jednou z najlepších kombinácií plastov pre tento druh zvárania je ABS a akryl.
Polyméry ako PE, PP, PE a PIA sú kryštalické a majú tendenciu absorbovať vibrácie predtým, ako môže energia z ultrazvukového zvárača prechádzať do miesta zvaru. Preto je ťažké pripojiť sa ku ktorémukoľvek z nich pomocou tohto druhu zvárania. Jednou z najčastejšie požadovaných kombinácií je polyetylén a polypropylén, ale tieto sú kryštalické aj chemicky nezlučiteľné
Sonické zváranie sa používa na výrobu butánových zapaľovačov, hračiek, pipiet a intravenóznych katétrov. Horné časti atletickej topánky sa často vyrábajú pomocou ultrazvukového zvaru, a nie ako šitie alebo lepenie. Výrobný proces pre domáce spotrebiče vyžaduje, aby sa spojilo množstvo plastových častí. Príklady tohto procesu zahŕňajú obrazovku na prednom paneli práčky a dve polovice čerpadla. V automobilovom priemysle existuje stovky použitia na zváranie pomocou sonického zvarovania vrátane zvárania častí zadných svetiel, prístrojovej dosky a nárazníkov. Existujú správy, že Apple sa snaží využiť túto techniku na to, aby sa ich sluchátka používali úspešne na niektorých svojich iných produktoch. To vám prinesie elegantnejší vzhľad .
Nájdite profesionálne riešenie na zváranie pre vašu aplikáciu?
Kliknite na ALTRASONIC Welding Machine, aby ste to realizovali.
