Soldadura por ultra-sons de materiais termoplásticos

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Tecnologia industrial avançada para uniões precisas, rápidas e sustentáveis

La soldadura por ultra-sons de materiais termoplásticos representa uma das tecnologias mais eficientes e versáteis para unir componentes plásticos no contexto industrial. Trata-se de um processo altamente automatizável utilizando ondas sonoras de alta frequência para gerar calor localizado na zona de contacto entre os materiais, provocando a sua fusão sem utilização de adesivos, solventes ou fixações mecânicas. O resultado é um soldadura limpa, rápida e repetívelideal para produção de grande volume e aplicações críticas.

Presente há décadas na indústria transformadora, a soldadura por ultra-sons evoluiu para responder às necessidades de sectores mais avançados, como o daautomobilístico, o mobilidade eléctricaa médicoa embalagens para produtos alimentares e cosméticos, o microeletrónica, o filtragem e o têxteis técnicos. O seu fiabilidadecombinado com oeficiência energética e o sustentabilidade ambientalfaz dela uma tecnologia estratégica para muitas empresas italianas e europeias atualmente.

As vantagens da tecnologia avançada, como a soldadura ultra-sónica, são numerosas:

  • Ciclos de soldadura muito curtos (a partir de alguns décimos de segundo)
  • Absoluta consistência de resultados
  • Consumo de energia muito baixo e apenas relacionado com a fase de soldadura
  • Sem material de enchimento
  • As peças são esteticamente perfeitas, muito duráveis e imediatamente prontas para o uso.

Como funciona o processo de soldadura por ultra-sons

O processo baseia-se na transformação doeletricidade em vibrações mecânicas de alta frequência através de um gerador e um transdutor piezoelétrico. As vibrações, transmitidas à peça de trabalho através de um sonotrodoProvocam uma fricção molecular localizada na zona de contacto, provocando o aquecimento e a fusão dos materiais termoplásticos. A junta forma-se rapidamente sob pressão e solidifica-se de uma forma forte e duradoura.

As principais fases do ciclo incluem:

  • Posicionamento dos componentes e aplicação de pressão;
  • Ativação de vibrações ultra-sónicas (20-30-35-40 kHz);
  • Manutenção da pressão durante a solidificação;
  • Libertação e remoção da peça soldada.

Vantagens em relação a outros métodos

O principal vantagens da soldadura por ultra-sons incluir:

  • Tempos de ciclo extremamente curtos;
  • Não utilização de consumíveis (colas, parafusos, solventes);
  • Elevada repetibilidade do processo, ideal para a produção em série;
  • Consumo de energia reduzido e impacto ambiental mínimo;
  • Juntas esteticamente limpas e duradouras;
  • Integração perfeita com linhas automatizadas e robotizadas.

Aplicações industriais avançadas

A tecnologia é utilizada numa vasta gama de aplicações, com componentes que requerem precisão, estanquidade à água, limpeza e elevada produtividade. Os exemplos incluem:
  • Setor automóvel: caixas, sensores, depósitos, componentes interiores e baterias;
  • Médicorecipientes estéreis, filtros, dispositivos de diagnóstico, sacos e válvulas;
  • Embalagembolhas, tampas, doypacks, tufos estéticos em tabuleiros e películas de plástico;
  • Filtraçãocartuchos, membranas, painéis filtrantes em não-tecidos ou polímeros técnicos;
  • Microeletrónica: invólucros para circuitos, sensores, cápsulas;
Têxteis técnicos/DPImáscaras, fatos-macaco de proteção, tecidos sintéticos e tecidos não tecidos (TNT).

Diretores de energia: função e conceção

I diretores de energia são relevos geométricos inseridos na zona da junta para concentração de vibrações e otimização da fusão. Tipicamente triangulares ou piramidais, são concebidos de acordo com a material, espessura e aplicação. São eles fundamentos para materiais amorfos e também recomendado para polímeros semi-cristalinospara o qual Sonomax propõe soluções específicas e ensaio de soldabilidade no laboratório.

Requisitos em termos de máquinas, frequências e potências

As máquinas de soldar por ultra-sons para termoplásticos variam em função da aplicação. Os principais parâmetros são:

  • Frequência: 20, 30, 35 ou 40 kHz;
  • Poder: de 400 W a mais de 3000 W;
  • Tipo de sonotrodo: titânio, aço ou alumínioconcebido por medida;
  • Configuração: prensas de bancada, sistemas modular o integrado em linhas automatizadas;
  • Software de controlo: ajuste fino dos parâmetros

A resposta da Sonomax Srl

Com mais de 20 anos de experiência em tecnologia de ultra-sons, Sonomax Srl concebe e implementa:

  • Geradores, transdutores, sonotrodos e prensas de bancada;
  • Sistemas personalizados para linhas de produção complexas;
  • Consultoria de projectos para otimizar a soldabilidade dos componentes;
  • Prototipagem e ensaios com laboratório interno;
  • Formação técnica e serviço pós-venda;

Apoio à certificação e validação de processos.

Perguntas frequentes (FAQ)

Que materiais são soldáveis?

Polipropileno, polietileno, ABS, policarbonato, PS, PA, bioplásticos e muitos outros

Para soldaduras fiáveis e repetíveis, sim, mas estas são avaliadas na fase de conceção.

Geralmente entre 0,2 e alguns segundos, mesmo para geometrias complexas.

Sim, se for termoplástico. Efectuamos testes em PLA, PHA, PBS e misturas biológicas.

Sim, com interfaces standard e a possibilidade de integração com robots e PLCs.

Aplicações industriais da ultra-sonografia

Diretores de energia em soldagem ultra-sônica

A fim de reduzir as áreas de atrito entre as peças, que dificultam o início do processo de fusão, é aconselhável criar protuberâncias geométricas nas próprias peças, conhecidas como diretores de energia, que permitem que o material seja fundido sobre uma área relativamente pequena.

A fim de escolher o mais adequado diretor de energia geometria para sua aplicação, listamos alguns exemplos abaixo e, em qualquer caso, estamos disponíveis para oferecer nossa experiência e conhecimento técnico.

Como mostram as figuras acima, uma secção triangular na junta serve para concentrar a energia do ultra-som de modo que a superfície da junta se dissolva rapidamente.

As juntas comuns que incorporam o uso de um director de energia incluem: juntas de topo, juntas segmentadas e juntas de língua e ranhura.

As juntas acima são recomendadas para peças hermeticamente seladas ou para plásticos que mudam rapidamente do estado sólido para o estado fundido.

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