Tecnologia industriale a ultrasuoni

Come funziona la saldatura a ultrasuoni

La saldatura ad ultrasuoni consiste in un processo di vibrazione meccanica a frequenza ultrasonica dove la zona di contatto tra il sonotrodo ed il particolare da saldare subisce una fusione a livello locale.

La frequenza di rete 50/60Hz viene trasformata e amplificata dal generatore ad ultrasuoni sottoforma di segnale elettrico e convertita dal trasduttore piezoelettrico in energia di movimento.

Questa energia fornita dal generatore ed applicata al gruppo acustico deve essere in quantità sufficiente per vincere i momenti inerziali delle masse da mettere in movimento e dell’attrito tra i particolari.

I vantaggi di una tecnologia evoluta come la saldatura ad ultrasuoni sono numerosi:

  • Cicli di saldatura molto brevi (da pochi decimi di secondi al secondo)
  • Assoluta costanza dei risultati
  • Bassissimo consumo energetico e relativo solo alla fase di saldatura
  • Nessun materiale di apporto
  • I pezzi risultano perfetti esteticamente, molto resistenti e subito pronti al loro utilizzo

Direttori di energia nella saldatura ad ultrasuoni

Per diminuire le zone di attrito tra i particolari che rendono difficoltoso l’innesco del processo di fusione, è opportuno ricavare sui particolari stessi protuberanze geometriche dette direttori di energia, che consentono di iniziare la fusione del materiale su una zona relativamente ridotta.

Per scegliere la geometria dei direttori di energia  più adatti all’applicazione vi elenchiamo di seguito alcuni esempi e in ogni caso siamo a disposizione per offrire la nostra esperienza e conoscenza tecnica.

Come mostrano le figure sopra riportate una sezione triangolare sul giunto serve a concentrare l’energia dell’ultrasuono così da permettere rapidamente lo scioglimento della superficie di giunzione.

I giunti comuni che incorporano l’uso di un direttore di energia, includono: giunti testa a testa, giunti a segmento e giunti maschio e femmina.

I giunti sopra riportati sono consigliati per ottenere delle parti chiuse ermeticamente o per le plastiche che cambiano rapidamente dallo stato solido a quello fuso.

Applicazione della saldatura ad ultrasuoni

Ribaditura ad ultrasuoni

Permettere di fondere un piolo o perno che viene introdotto in un apposito foro. Il perno in materiale plastico viene messo in contatto con il sonotrodo fondendo e formando una testa di ribaditura. Questa tecnica permette il fissaggio di materiali anche differenti tra loro o fissare parti metalliche es. parti per auto, barche, camper o particolari componenti elettrici (spine, prese, multiprese, connettori), filtri per aria, filtri benzina/gasolio.

Saldatura a punti di ultrasuoni

Cattura3

Questo tipo di saldatura permette l’unione di elementi in materiale termoplastico senza nessun foro o direttore di energia creato in precedenza.

Questa tecnica prevede che il puntale del sonotrodo in vibrazione penetri nel pezzo superiore, lo attraversi completamente ed entri fino a metà del pezzo inferiore.

Questa tecnica viene utilizzata per parti di grande e piccole dimensioni: termoformati, paraurti, cruscotti per auto, convogliatori d’aria, sistemi di filtrazione, ecc…

Inserti ad ultrasuoni

Cattura1

Le vibrazioni a frequenza ultrasonica vengono trasmesse al materiale plastico attraverso il pezzo metallico che a sua volta penetra e si blocca. Questa tecnica permette di incastonare inserti filettati, viti di ferro o altre parti e sopportare una forte trazione o torsione.

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