1.Saldaturafrequenze:
Le frequenze di saldatura tipiche vanno dalla gamma 40 kHz alla gamma 15 kHz. I vari parametri dell'applicazione determineranno la migliore attrezzatura e frequenza per ottenere una saldatura ottimale per le parti.
Ad esempio, per assemblaggi piccoli e delicati (circuiti stampati, componenti microelettronici, ecc.) Con tolleranze strette, una frequenza più alta (ad esempio 40kHz) è più adatta in quanto la pressione applicata e le vibrazioni ultrasoniche possono essere minimizzate, insieme a qualsiasi marcatura di Superfici di classe A.
La bassa frequenza (ad esempio, 15 kHz) è adatta per parti di dimensioni medio-grandi e consente anche la saldatura di molte plastiche più morbide con distanze di campo lontano maggiori (più su questo sotto) di quanto spesso sia possibile con sistemi a frequenza più alta.
La frequenza di 20 kHz è la frequenza ultrasonica più comunemente utilizzata per l'assemblaggio di materie plastiche e offre la massima flessibilità, poiché è adatta per un'ampia gamma di applicazioni e componenti termoplastici.
2. Considerazioni sui materiali:
In linea con il principio di base dell'assemblaggio ad ultrasuoni come sopra delineato, i materiali termoplastici possono essere assemblati a ultrasuoni perché fondono entro un intervallo di temperatura specifico; mentre i materiali termoindurenti - che si degradano se riscaldati - non sono adatti al montaggio ad ultrasuoni.
La saldabilità di qualsiasi termoplastico dipende dalla sua rigidità o modulo di elasticità, densità, coefficiente di attrito, conducibilità termica, calore specifico e Tm o Tg.
In generale, le plastiche rigide mostrano eccellenti proprietà di saldatura in campo lontano perché trasmettono prontamente l'energia vibratoria. Le plastiche morbide, avendo un basso modulo di elasticità, attenuano le vibrazioni ultrasoniche e, come tali, sono più difficili da saldare.
Nel picchettamento, formatura o saldatura a punti, è vero il contrario. In generale, più morbida è la plastica, più facile è picchettare, formare o saldare a punti.
Inoltre, di regola, le resine sono classificate come amorfe o cristalline. L'energia ultrasonica viene trasmessa facilmente attraverso le resine amorfe, che quindi si prestano facilmente alla saldatura ad ultrasuoni. Le resine cristalline, d'altra parte, non trasmettono prontamente l'energia ultrasonica. Per questo motivo, durante la saldatura di resine cristalline, è necessario utilizzare ampiezza e livelli di energia più elevati e prestare particolare attenzione alla progettazione del giunto.
Le variabili che possono influenzare ulteriormente la saldabilità sono il contenuto di umidità, agenti di rilascio dello stampo, lubrificanti, plastificanti, agenti di rinforzo delle cariche, pigmenti, ritardanti di fiamma e altri additivi, insieme al grado effettivo di resina.
Allo stesso modo, è importante determinare il grado di compatibilità dei materiali da saldare insieme. Alcuni materiali hanno un certo grado di compatibilità, ma non tutti i gradi e le composizioni possono essere compatibili e alcuni non lo sono affatto.
3. Impatto del progetto congiunto:
Forse l'aspetto più critico della saldatura a ultrasuoni è il design del giunto (la configurazione di due superfici di accoppiamento). Va considerato quando le parti da saldare sono ancora in fase di progettazione e quindi incorporate nelle parti stampate. Esistono diversi progetti di giunti, ciascuno con caratteristiche e vantaggi specifici. La loro selezione è determinata da fattori quali il tipo di plastica, la geometria della parte, i requisiti di saldatura, le capacità di lavorazione e stampaggio e l'aspetto estetico.
4. Utensileria e attrezzature:
È difficile sopravvalutare l'importanza di trombe e dispositivi quando si tratta di ottenere un'efficace saldatura a ultrasuoni.
C'era la percezione nel settore che le trombe e gli accessori per una particolare applicazione dovevano essere forniti dallo stesso produttore di qualunque pressa per saldatura fosse utilizzata. Oggi gli ingegneri sanno di essere liberi di combinare e abbinare: la migliore attrezzatura per il lavoro non deve portare lo stesso nome che è sulla pressa, a patto che la frequenza di saldatura corrisponda.
Le opzioni dei materiali per la fabbricazione di utensili includono alluminio, titanio, acciaio temprato e acciaio inossidabile. Fattori quali il tipo di plastica da saldare, le dimensioni e la configurazione del giunto, la resistenza e / o la durata della saldatura determineranno il materiale migliore per il lavoro. Ad esempio, per una maggiore longevità, l'acciaio temprato potrebbe essere una buona scelta.
Anche un buon design del dispositivo è imperativo. L'apparecchiatura ha due scopi principali: allineare le parti sotto la tromba e sostenere direttamente sotto la zona di saldatura. Questo supporto include anche la riflessione dell'energia ultrasonica sul piano di saldatura, motivo per cui i dispositivi spesso sono lavorati a macchina dal metallo.
Per una maggiore resistenza e durata, è possibile applicare rivestimento in metallo duro o cromatura. Dispositivi e strumenti sagomati per parti di forma irregolare possono essere progettati su misura, insieme a dispositivi periferici per bloccare, trattenere e allineare parti opposte. È inoltre possibile costruire dispositivi segmentati e regolabili per garantire un adattamento sicuro con parti in plastica stampate.
5. Parametri di saldatura:
Durante il processo di saldatura stesso, a seconda del tipo di sistema utilizzato, una varietà di parametri di saldatura influenzano il risultato. Questi includono ampiezza / pressione, forza di innesco e limiti di tolleranza, a seconda che la saldatura venga eseguita in base al tempo, all'energia o alla distanza.
L'impostazione dell'ampiezza viene utilizzata per specificare l'ampiezza vibrazionale. Le regolazioni fini dell'ampiezza e delle impostazioni della pressione possono essere effettuate spesso sul controller che alimenta una pressa, mentre le regolazioni principali possono essere eseguite tramite l'uso di booster e controlli di pressione.
Le impostazioni della pressione della forza di attivazione specificano la pressione che deve essere raggiunta per attivare gli ultrasuoni. La regolazione di questo parametro con le impostazioni, come i timer di ritardo, le modalità di pre-trigger e le impostazioni di forza / pressione, può influire sulla durata del contatto tra le parti prima che gli ultrasuoni siano effettivamente accesi.
Impostazioni del tempo, come il tempo di saldatura (la durata del tempo per il quale le vibrazioni ultrasoniche vengono effettivamente applicate alle parti) e il tempo di tenuta (la durata per la quale viene mantenuta la pressione per garantire il corretto incollaggio delle parti, dopo il tempo di saldatura effettivo e con gli ultrasuoni in modo che la saldatura possa raffreddarsi), influisce ulteriormente su quando e per quanto tempo gli ultrasuoni dovrebbero rimanere accesi.
Allo stesso modo, alcuni sistemi consentiranno all'utente di specificare le impostazioni di energia - con limiti e un impulso di calibrazione, ad esempio - mentre alcuni consentiranno anche impostazioni di distanza - come incrementale, pre-trigger, assoluto e limiti.
Come si può vedere, molte parti in movimento, se vuoi, entrano in gioco durante il processo di saldatura a ultrasuoni. La manipolazione di questi parametri può significare la differenza tra una saldatura riuscita e una saldatura inefficace o un corno incrinato.
