Soldando con ultrasonidos
La soldadura de plásticos por ultrasonidos es la unión o el reformado de termoplásticos mediante el uso del calor generado por el movimiento mecánico de alta frecuencia. Se logra convirtiendo la energía eléctrica de alta frecuencia en movimiento mecánico de alta frecuencia. Este movimiento mecánico, junto con la fuerza aplicada, crea calor por fricción en las superficies de contacto de los componentes de plástico (área de la junta) de modo que el material plástico se funde y forma un enlace molecular entre las piezas. Un claro ejemplo de cómo se hacen bien las cosas es: https://ultrasonidos.net/soldadura
Consideración de materiales
Para unir dos partes termoplásticas, es necesario que los materiales sean químicamente compatibles. De lo contrario, aunque ambos materiales puedan fundirse juntos, no habrá enlace molecular. Un buen ejemplo sería intentar soldar polietileno a polipropileno. Ambos materiales semicristalinos tienen una apariencia similar y muchas propiedades físicas comunes. Sin embargo, no son químicamente compatibles y, por lo tanto, no pueden soldarse entre sí.
Al igual que los termoplásticos (es decir, los materiales con las mismas propiedades químicas) se soldarán entre sí. Por ejemplo, una parte de ABS se soldará a otra parte de ABS. Los termoplásticos disímiles pueden ser compatibles sólo si sus temperaturas de fusión están dentro de los 40ºF (6ºC) y son de estructura molecular similar. Por ejemplo, es probable que una pieza ABS pueda soldarse a una pieza acrílica porque sus propiedades químicas son compatibles. En términos generales, sólo polímeros amorfos similares tienen una excelente probabilidad de ser soldados entre sí. Las propiedades químicas de cualquier material semicristalino hacen que cada uno sólo sea compatible consigo mismo.
Cuando los materiales a soldar son compatibles, existen otros factores que pueden afectar la soldabilidad de las piezas. Estos factores incluyen higroscopicidad, agentes desmoldantes, lubricantes, plastificantes, rellenos, retardadores de llama, reafilado, pigmentos y grados de resina.
Consideraciones sobre el diseño conjunto
El diseño de las juntas de las piezas de unión es fundamental para conseguir unos resultados de montaje óptimos. El diseño de la unión de una pieza en particular depende de factores como el tipo de plástico, la geometría de la pieza y los requisitos de la soldadura. Hay muchos diseños de juntas diferentes, cada uno con sus propias ventajas. Algunos de estos diseños se discuten más adelante en esta sección.
Hay tres requisitos básicos en el diseño de juntas:
- Un área de contacto uniforme
- Una pequeña área de contacto inicial
- Un medio de alineación
Ventajas del ensamblaje ultrasónico
Hay muchas ventajas en el uso del ensamblaje ultrasónico. Es un proceso rápido, limpio, eficiente y repetible que produce enlaces fuertes e integrales y consume muy poca energía. No se necesitan disolventes, adhesivos, fijaciones mecánicas ni calor externo. Los ensamblajes terminados son fuertes y limpios. Los materiales difíciles se pueden ensamblar por ultrasonido. Los ensamblajes de las piezas se ciclan rápidamente porque la energía transferida a la articulación y liberada como calor ocurre muy rápidamente y se limita al área inmediata de la articulación. La rápida disipación de calor hace que este proceso sea considerablemente más rápido que otros métodos de montaje.
El utillaje y/o la aplicación de un sistema de ensamblaje ultrasónico se puede cambiar rápidamente, ofreciendo una flexibilidad y versatilidad que no se encuentra en muchos otros procesos de ensamblaje. Además, la inversión relativamente baja en equipos ultrasónicos en comparación con su alta confiabilidad, larga vida útil y rendimiento consistente y repetible, hace que la soldadura ultrasónica sea el método preferido de ensamblaje. El ensamblaje ultrasónico es ampliamente aceptado y se utiliza en las industrias automotriz, médica, eléctrica y electrónica, de comunicaciones, electrodomésticos, productos de consumo, juguetes, textiles y empaques. Es un proceso económico que puede aumentar significativamente la producción y reducir los costes de montaje.
Los soldadores por ultrasonidos pueden integrarse fácilmente en un entorno de fabricación automatizado y el control eléctrico al 100% de los últimos equipos proporciona una repetibilidad, fiabilidad y precisión sin precedentes en el proceso.
Consideración de materiales
Para unir dos partes termoplásticas, es necesario que los materiales sean químicamente compatibles. De lo contrario, aunque ambos materiales puedan fundirse juntos, no habrá enlace molecular. Un buen ejemplo sería intentar soldar polietileno a polipropileno. Ambos materiales semicristalinos tienen una apariencia similar y muchas propiedades físicas comunes. Sin embargo, no son químicamente compatibles y, por lo tanto, no pueden soldarse entre sí.
Al igual que los termoplásticos (es decir, los materiales con las mismas propiedades químicas) se soldarán entre sí. Por ejemplo, una parte de ABS se soldará a otra parte de ABS. Los termoplásticos disímiles pueden ser compatibles sólo si sus temperaturas de fusión están dentro de los 40ºF (6ºC) y son de estructura molecular similar. Por ejemplo, es probable que una pieza ABS pueda soldarse a una pieza acrílica porque sus propiedades químicas son compatibles. En términos generales, sólo polímeros amorfos similares tienen una excelente probabilidad de ser soldados entre sí. Las propiedades químicas de cualquier material semicristalino hacen que cada uno sólo sea compatible consigo mismo.
Cuando los materiales a soldar son compatibles, existen otros factores que pueden afectar la soldabilidad de las piezas. Estos factores incluyen higroscopicidad, agentes desmoldantes, lubricantes, plastificantes, rellenos, retardadores de llama, reafilado, pigmentos y grados de resina.
Consideraciones sobre el diseño conjunto
El diseño de las juntas de las piezas de unión es fundamental para conseguir unos resultados de montaje óptimos. El diseño de la unión de una pieza en particular depende de factores como el tipo de plástico, la geometría de la pieza y los requisitos de la soldadura. Hay muchos diseños de juntas diferentes, cada uno con sus propias ventajas. Algunos de estos diseños se discuten más adelante en esta sección.
Hay tres requisitos básicos en el diseño de juntas:
- Un área de contacto uniforme
- Una pequeña área de contacto inicial
- Un medio de alineación
Ventajas del ensamblaje ultrasónico
Hay muchas ventajas en el uso del ensamblaje ultrasónico. Es un proceso rápido, limpio, eficiente y repetible que produce enlaces fuertes e integrales y consume muy poca energía. No se necesitan disolventes, adhesivos, fijaciones mecánicas ni calor externo. Los ensamblajes terminados son fuertes y limpios. Los materiales difíciles se pueden ensamblar por ultrasonido. Los ensamblajes de las piezas se ciclan rápidamente porque la energía transferida a la articulación y liberada como calor ocurre muy rápidamente y se limita al área inmediata de la articulación. La rápida disipación de calor hace que este proceso sea considerablemente más rápido que otros métodos de montaje.
El utillaje y/o la aplicación de un sistema de ensamblaje ultrasónico se puede cambiar rápidamente, ofreciendo una flexibilidad y versatilidad que no se encuentra en muchos otros procesos de ensamblaje. Además, la inversión relativamente baja en equipos ultrasónicos en comparación con su alta confiabilidad, larga vida útil y rendimiento consistente y repetible, hace que la soldadura ultrasónica sea el método preferido de ensamblaje. El ensamblaje ultrasónico es ampliamente aceptado y se utiliza en las industrias automotriz, médica, eléctrica y electrónica, de comunicaciones, electrodomésticos, productos de consumo, juguetes, textiles y empaques. Es un proceso económico que puede aumentar significativamente la producción y reducir los costes de montaje.
Los soldadores por ultrasonidos pueden integrarse fácilmente en un entorno de fabricación automatizado y el control eléctrico al 100% de los últimos equipos proporciona una repetibilidad, fiabilidad y precisión sin precedentes en el proceso.
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