Ultrazvukové zváranie plastov: Proces, materiály, dizajn spojov a výber zariadení

Váš vstrekovaný polykarbonátový kryt a ABS základňa sa dostávajú na konečnú montáž ako dve časti, ale hotový výrobok musí fungovať ako jeden kus. Lepidlo zvyšuje čas vytvrdzovania, ventiláciu a variáciu hrúbky spoja. Skrutky znamenajú ďalšie diely, vyvŕtané otvory a ďalší montážny krok. Ultrazvukové zváranie plastov spája dva komponenty za menej než sekundu, vytvára spojenie silné ako samotná živica a nepridáva žiadne spotrebné materiály do kusovníka. Pre rastúci počet výrobcov robí táto kombinácia rýchlosti, čistoty a sily ultrazvukové zváranie prvou metódou spájania, ktorú hodnotia pre nový plastový produkt.

Ako funguje ultrazvukové zváranie plastov

Ultrazvukové zváranie plastov premieňa vysokofrekvenčnú elektrickú energiu na mechanické vibrácie, ktoré potom prenáša do oblasti spoja pomocou kovového nástroja nazývaného roh.

1. Spodná časť je upevnená v upevňovacom prvku a horná časť je umiestnená na vrchu so zarovnanými spojovacími plochami.
2. Klaksón klesá, dotkne sa hornej časti a aplikuje riadenú spúšťovú silu.
3. Generátor poháňa prevodník rýchlosťou 20 000 až 40 000 cyklov za sekundu a vibrácie sa šíria cez hornú časť k rozhraniu.
4. Molekulárne trenie medzi dvoma párovými povrchmi zvyšuje teplotu nad bod topenia, takže tenká vrstva plastu sa roztopí a tečie.
5. Vibrácie sa zastavia a húkačka udrží diely pod tlakom po dobu zdržania, zatiaľ čo roztavená vrstva sa ochladí a stuhne.
6. Klaksón sa stiahne a zváraná zostava sa odstráni z upínadla.

Fáza zvárania trvá len 0,2 až 1,0 sekundy. Pretože teplo vzniká priamo v spoji, zvyšok dielu zostáva chladný, čím sa eliminuje deformácia, poškodenie teplom a dlhé chladiace dopravníky.

Prečo si výrobcovia vyberajú ultrazvukové zváranie

Proces si získava svoje miesto na výrobných linkách prostredníctvom krátkeho zoznamu merateľných výhod:

• Čas cyklu: časy zvárania pod jednu sekundu držia krok s automatizovanými montážnymi bunkami.
• Žiadny spotrebný materiál: žiadne lepidlá, rozpúšťadlá, spony alebo výplňový drôt; spoj je vytvorený výlučne zo samotných častí.
• Čistá prevádzka: žiadne výpary, odplyňovanie alebo príprava povrchu, pokiaľ je plast bez uvoľnenia formy.
• Pevnosť spoja: správne navrhnutý zvar je často taký pevný ako základný materiál.
• Energetická účinnosť: stroj odoberá prúd iba počas cyklu zvárania a udržiavania, nie počas dlhých fáz vytvrdzovania.

Výber materiálu: ktoré plasty sa zvárajú čisto

Prvá otázka je vždy rovnaká: dá sa môj plast zvárať? Odpoveď závisí od toho, či je živica amorfná alebo polokryštalická.

Amorfné termoplasty ako ABS, polykarbonát, polystyrén a akryl postupne mäknú v širokom rozsahu teplôt, čo dáva procesu zhovievavosť a vytvára silné a konzistentné spoje. Polokryštalické termoplasty, ako je polypropylén, polyetylén, nylon a acetál, si udržia svoju štruktúru, kým nedosiahnu bod topenia, potom sa takmer okamžite premenia na kvapalinu s nízkou viskozitou. Sú zvárateľné, ale potrebujú vyššiu energiu, prísnejšiu kontrolu procesu a dizajn spoja, ktorý obsahuje taveninu.

Rozdielne plasty je možné zvárať iba vtedy, keď sú tieto dve živice chemicky kompatibilné a ich teploty taveniny sú blízke. ABS a akryl sú bežným párom, ktorý sa dobre zvára; zmesi ako PC/ABS fungujú v praktickej výrobe; polypropylén a polyetylén sú na hranici realizovateľnosti. Plnené živice pridávajú ďalšiu premennú: sklenená výstuž zvyšuje potrebu energie a mení spôsob toku taveniny, takže testy s dielmi výrobnej kvality sú nevyhnutné pred rezaním nástrojov.

Pre bližší pohľad na materiálové limity a úskalia, ktoré sa objavujú v továrni, tento prehľad toho, ktoré termoplasty sa dajú prakticky zvárať pokrýva praktické hranice bez predpokladov.

Konštrukcia spoja určuje pevnosť zvaru

Energia sa musí niekde sústrediť. Plochá kontaktná plocha nemôže generovať dostatok lokalizovaného tepla, a preto na geometrii spoja záleží prinajmenšom rovnako ako na stroji.

Energetický riaditeľ spol

Trojuholníkový hrebeň vylisovaný na jednej časti sa dotýka protiľahlého povrchu pozdĺž tenkej línie. Najskôr sa roztaví a rozšíri sa po spoji, keď sa časti stlačia. Energetické direktory sú predvolenou voľbou pre amorfné plasty a pre diely s prístupnou zvarovou prírubou.

Šmykový spoj

Horná časť zapadá do spodnej časti s kontrolovaným zásahom. Keď sú diely stlačené k sebe, roztavená vrstva sa stiera pozdĺž zvislej steny a vytvára súvislé hermetické tesnenie. Šmykové spoje sú preferovanou formou pre semikryštalické polyméry a pre nádoby, ktoré musia obsahovať kvapalinu alebo plyn.

Spoj pero a drážka

Pero na jednej časti vstupuje do drážky na druhej. Pridajte presah šmykového uloženia a spoj poskytuje vyrovnanie, tesnenie a vyššiu pevnosť v jednom prvku. Je široko používaný vo filtroch, nádržiach a lekárskych zariadeniach.

Výber správneho ultrazvukového zváracieho stroja na plasty

Výber stroja začína tromi parametrami: frekvenciou, výstupným výkonom a konfiguráciou.

Frekvencia: 15, 20 alebo vyššia

Nižšie frekvencie, ako napríklad 15 kHz, vytvárajú väčšiu amplitúdu, ktorá vyhovuje veľkým častiam, dlhým zvarovým líniám a semikryštalickým živiciam. Rozsah 20 kHz je všeobecný štandard pre väčšinu plastových krytov a komponentov. Vyššie frekvencie okolo 35 alebo 40 kHz poskytujú jemnejšie ovládanie pre malé, tenkostenné alebo jemné časti.

Výstupný výkon

Výkon sa riadi veľkosťou kĺbu. Malý ABS západkový spoj môže zvárať s niekoľkými stovkami wattov; dlhý spoj na nylonovej časti vyplnenej sklom môže vyžadovať 4 000 W alebo viac. Požiadajte dodávateľa o referenčný výpočet na základe dĺžky zvaru, tvrdosti živice a kontaktnej plochy.

Konfigurácia stroja

Konfigurácia rozhoduje o tom, ako sa stroj hodí do vášho závodu. Stolný lis s pneumatickým ovládaním vyhovuje automatickým cyklom a vysokej opakovateľnosti. Ručný stroj poskytuje operátorovi priamu kontrolu, čo je cenné pre prototypy a údržbu. Bodová zváračka zvládne malé, lokalizované spoje pri najnižších nákladoch.

Pre veľké komponenty a nepretržitú výrobu, AHDSL 15 kHz 4200 W zváračka plastov poskytuje výkon a stabilnú amplitúdu potrebnú pre dlhé zvarové línie a náročné živice.

Custom AH-DSL 15KHz 4200w Dodávatelia plastových zváracích strojov, OEM/ODM Company - C Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd je čínska zákazková AH-DSL 15KHz 4200w dodávatelia plastových zváracích strojov a spoločnosť OEM / ODM, podrobnosti: M... Zobraziť produkt →

Pre opravárenské oddelenia a zmiešané série produktov v malých sériách Ručný pracovný režim AH-SL na zváranie plastov ľahko sa nastavuje a nevyžaduje prívod stlačeného vzduchu.

Custom AH-SL Ručný pracovný režim zváračky plastov Dodávatelia, OEM/ODM Comp Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd je čínska zákazková spoločnosť AH-SL Ručný pracovný režim zváracích strojov na zváranie plastov a spoločnosť OEM / ODM, deta... Zobraziť produkt →

Keď je aplikácia bodom rýchleho pripevnenia na fólii, tkanine alebo tenkostennej plastovej časti, Ultrazvukový bodový zvárací stroj AH-50Q zmestí sa na minimálny priestor na lavici a udržiava cyklus krátky.

Custom AH-50Q Ultrazvukový bodový zvárací stroj Dodávatelia, OEM/ODM Company - Chang Changzhou Aoheng Machinery Co., Ltd je čínska zákazková dodávateľa ultrazvukových bodových zváracích strojov AH-50Q a spoločnosť OEM / ODM, podrobnosti: Šírka... Zobraziť produkt →

Praktické úvahy pred kúpou

Niekoľko kontrol vo fáze nákupu zabráni väčšine problémov v teréne:

• Testujte s dielmi výrobnej triedy: šarža živice, farbivá, plnivá a uvoľnenie z formy menia správanie zvaru.
• Do ponuky zahrňte nástroje: klaksón a príslušenstvo sú navrhnuté okolo vašej časti a sú rovnako dôležité ako generátor.
• Overte si riadenie procesu: nezávislé nastavenia času zvárania, času zdržania a spúšťacej sily sú minimom pre opakovateľné výsledky.
• Skontrolujte náhradné diely a servis: prevodník, zosilňovač a klaksón sa časom opotrebujú a rýchla výmena udrží vašu linku v chode.

Ultrazvukové zváranie plastov víťazí v dielni, pretože odstraňuje najpomalšie a najnebezpečnejšie kroky pri spájaní dvoch kusov. Živica musí byť kompatibilná, spoj musí sústrediť energiu a stroj musí presne opakovať svoj ťah. Keď sú splnené tieto tri podmienky, proces poskytuje časy cyklu merané v sekundách, žiadny spotrebný materiál a spojenie, ktoré sa správa ako samotný materiál. Vyhodnoťte to pri návrhu dielu, pretože niekoľko milimetrov tvarovanej geometrie spoja stojí oveľa menej ako permanentný sekundárny proces.