Soldagem ultrassônica de plástico: processo, materiais, projeto de juntas e seleção de equipamentos

Sua carcaça de policarbonato moldado por injeção e base de ABS chegam à montagem final como duas peças, mas o produto final precisa funcionar como uma só peça. O adesivo adiciona tempo de cura, ventilação e variação de espessura da linha de colagem. Parafusos significam peças extras, furos e uma etapa extra de montagem. A soldagem ultrassônica de plástico funde os dois componentes em menos de um segundo, cria uma ligação tão forte quanto a própria resina e não adiciona consumíveis à lista de materiais. Para um número crescente de fabricantes, essa combinação de velocidade, limpeza e resistência faz da soldagem ultrassônica o primeiro método de união avaliado para um novo produto plástico.

Como funciona a soldagem ultrassônica de plástico

A soldagem ultrassônica de plástico converte energia elétrica de alta frequência em vibração mecânica e, em seguida, transmite essa vibração à área da junta por meio de uma ferramenta de metal chamada buzina.

1. A parte inferior é fixada em um acessório e a parte superior é colocada no topo com as superfícies articuladas alinhadas.
2. A buzina desce, entra em contato com a parte superior e aplica uma força de gatilho controlada.
3. O gerador aciona o transdutor de 20.000 a 40.000 ciclos por segundo, e a vibração viaja pela parte superior até a interface.
4. O atrito molecular entre as duas superfícies correspondentes aumenta a temperatura além do ponto de fusão, de modo que uma fina camada de plástico derrete e flui.
5. A vibração para e a buzina mantém as peças sob pressão durante o tempo de espera enquanto a camada derretida esfria e solidifica.
6. A buzina retrai e o conjunto soldado é removido do acessório.

A fase de soldagem dura apenas 0,2 a 1,0 segundos. Como o calor é gerado diretamente na junta, o resto da peça permanece frio, o que elimina empenamento, danos causados ​​pelo calor e longos transportadores de resfriamento.

Por que os fabricantes escolhem a soldagem ultrassônica

O processo ganha seu lugar nas linhas de produção por meio de uma pequena lista de benefícios mensuráveis:

• Tempo de ciclo: tempos de soldagem inferiores a um segundo acompanham o ritmo das células de montagem automatizadas.
• Sem consumíveis: sem adesivos, solventes, clipes ou arame de enchimento; a junta é formada inteiramente pelas próprias peças.
• Operação limpa: sem fumaça, liberação de gases ou preparação de superfície, desde que o plástico esteja livre de desmoldantes.
• Resistência da junta: uma solda corretamente projetada costuma ser tão resistente quanto o material de base.
• Eficiência energética: a máquina consome corrente apenas durante o ciclo de soldagem e retenção, e não durante longos estágios de cura.

Seleção de materiais: quais plásticos são soldados de maneira limpa

A primeira pergunta é sempre a mesma: meu plástico pode ser soldado? A resposta depende se a resina é amorfa ou semicristalina.

Termoplásticos amorfos como ABS, policarbonato, poliestireno e acrílico amolecem gradualmente em uma ampla faixa de temperatura, o que dá ao processo uma janela tolerante e produz ligações fortes e consistentes. Os termoplásticos semicristalinos, como polipropileno, polietileno, náilon e acetal, mantêm sua estrutura até atingirem o ponto de fusão e, em seguida, transformam-se em um líquido de baixa viscosidade quase imediatamente. Eles são soldáveis, mas necessitam de maior energia, controle de processo mais rígido e um projeto de junta que contenha o fundido.

Plásticos diferentes podem ser soldados somente quando as duas resinas são quimicamente compatíveis e suas temperaturas de fusão estão próximas. ABS e acrílico são um par comum que solda bem; misturas como PC/ABS funcionam na produção prática; o polipropileno e o polietileno estão no limite da viabilidade. As resinas preenchidas acrescentam outra variável: o reforço de vidro aumenta a necessidade de energia e altera a forma como o fundido flui, portanto, testes com peças de nível de produção são essenciais antes do corte da ferramenta.

Para uma análise mais detalhada dos limites de material e das armadilhas que aparecem no chão de fábrica, esta revisão de quais termoplásticos são práticos para soldar cobre os limites práticos sem as suposições.

O projeto da junta determina a resistência da solda

A energia tem que se concentrar em algum lugar. Uma área de contato plana não pode gerar calor localizado suficiente, e é por isso que a geometria da junta é tão importante quanto a máquina.

Conjunto do diretor de energia

Uma crista triangular moldada em uma peça entra em contato com a superfície oposta ao longo de uma linha fina. Ele derrete primeiro e se espalha pela junta à medida que as peças são pressionadas. Os diretores de energia são a escolha padrão para plásticos amorfos e para peças com flange de solda acessível.

Junta de cisalhamento

A parte superior se encaixa na parte inferior com uma interferência controlada. À medida que as peças são pressionadas umas contra as outras, a camada derretida é esfregada ao longo da parede vertical e forma uma vedação hermética e contínua. As juntas de cisalhamento são a forma preferida para polímeros semicristalinos e para recipientes que devem conter líquidos ou gases.

Articulação língua e sulco

Uma língua de um lado entra em uma ranhura do outro. Adicione uma interferência de ajuste de cisalhamento e a junta fornece alinhamento, vedação e maior resistência em um único recurso. É amplamente utilizado em filtros, reservatórios e dispositivos médicos.

Escolhendo a máquina de solda ultrassônica de plástico certa

A seleção da máquina começa com três parâmetros: frequência, potência de saída e configuração.

Frequência: 15, 20 ou superior

Frequências mais baixas, como 15 kHz, produzem amplitude maior, adequada para peças grandes, linhas de solda longas e resinas semicristalinas. A faixa de 20 kHz é o padrão de uso geral para a maioria dos invólucros e componentes de plástico. Frequências mais altas em torno de 35 ou 40 kHz proporcionam um controle mais preciso para peças pequenas, de paredes finas ou delicadas.

Potência de saída

A potência segue o tamanho da junta. Um pequeno encaixe ABS pode soldar com algumas centenas de watts; uma junta longa em uma peça de náilon com enchimento de vidro pode exigir 4.000 W ou mais. Solicite ao fornecedor um cálculo de referência baseado no comprimento da linha de solda, dureza da resina e área de contato.

Configuração da máquina

A configuração decide como a máquina se adapta à sua planta. Um supino com atuação pneumática é adequado para ciclos automatizados e alta repetibilidade. Uma máquina manual dá ao operador controle direto, o que é valioso para protótipos e manutenção. Um soldador por pontos lida com juntas pequenas e localizadas com o menor custo.

Para componentes grandes e produção contínua, o Máquina de solda de plástico AHDSL 15 kHz 4200 W fornece a potência e a amplitude estável necessárias para linhas de solda longas e resinas exigentes.

Fornecedores de máquinas de solda de plástico personalizadas AH-DSL 15KHz 4200w, empresa OEM/ODM - C Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd é um fornecedor de máquinas de solda de plástico AH-DSL 15KHz 4200w personalizadas na China e uma empresa OEM / ODM, detalhes: M ... Ver Produto →

Para departamentos de reparos e execuções de produtos mistos em pequenos lotes, o Máquina de solda de plástico com modo de trabalho manual AH-SL é fácil de configurar e não requer fornecimento de ar comprimido.

Máquina de solda de plástico com modo de trabalho manual personalizado AH-SL Fornecedores, OEM/ODM Comp Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd é um fornecedor de máquinas de solda de plástico com modo de trabalho manual AH-SL personalizado na China e uma empresa OEM / ODM, deta... Ver Produto →

Quando a aplicação é um ponto de fixação rápida em um filme, tecido ou peça plástica de parede fina, o Máquina de solda por ponto ultrassônica AH-50Q cabe no espaço mínimo da bancada e mantém o ciclo curto.

Fornecedores de máquinas de solda por ponto ultrassônica AH-50Q personalizadas, empresa OEM/ODM - Chang Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd é um fornecedor de máquina de solda por ponto ultrassônico AH-50Q personalizado na China e uma empresa OEM / ODM, detalhes: Largura ... Ver Produto →

Considerações práticas antes de comprar

Algumas verificações na fase de compra evitam a maioria dos problemas de campo:

• Teste com peças de nível de produção: lote de resina, corantes, enchimentos e desmoldantes, todos alteram o comportamento da solda.
• Inclua as ferramentas na cotação: a buzina e o acessório são projetados em torno da sua peça e são tão importantes quanto o gerador.
• Verifique o controle do processo: configurações independentes para tempo de soldagem, tempo de espera e força de disparo são mínimas para resultados repetíveis.
• Verifique as peças sobressalentes e o serviço: o transdutor, o booster e a buzina se desgastam com o tempo e a substituição rápida mantém sua linha funcionando.

A soldagem ultrassônica de plástico vence no chão de fábrica porque elimina as etapas mais lentas e complicadas da união de duas peças. A resina deve ser compatível, a junta deve concentrar a energia e a máquina deve repetir o seu curso com precisão. Quando essas três condições são atendidas, o processo fornece tempos de ciclo medidos em segundos, sem consumíveis e com uma ligação que se comporta como o próprio material. Avalie-o durante o projeto da peça, porque alguns milímetros de geometria de junta moldada custam muito menos do que um processo secundário permanente.