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Saldatura A Ultrasuoni Materie Plastiche

COS’È LA TECNOLOGIA AD ULTRASUONI

Si tratta di una sofisticata tecnica di saldatura che consente di unire due parti di plastica differenti in un corpo unico senza la necessità di utilizzare reagenti chimici o collanti.


Questa tecnica di saldatura consente di agire a livello molecolare con i polimeri della plastica. È necessaria una piccola percentuale di questi polimeri per far sì che la tecnologia sia efficace.

 

La diretta conseguenza è che questa metodologia di saldatura è utilizzabile in un’ ampia gamma di campi applicativi.

COME LAVORANO GLI ULTRASUONI

Per consentire alle parti di essere saldate in maniera corretta, sono necessari degli elementi chiave: alla base del processo ci sono le vibrazioni ad alta frequenza e bassa ampiezza, che generano calore localizzato che andrà a fondere la plastica nella sua interfaccia.

 

Tali frequenze, impercettibili dall’orecchio umano, sono chiamate ultrasuoni.

 

La tecnica di posizionamento dei componenti nel momento della lavorazione avviene in maniera manuale o automatizzata, a seconda dell’applicazione; una parte è fissata su un posaggio statico, mentre la parte corrispondente è sottoposta alla vibrazione ultrasonica sinusoidale, perpendicolare rispetto all’area di contatto desiderata, emanata da un sonotrodo a ultrasuoni.

 

La frizione ottenuta tramite le vibrazioni provoca calore, che causa un rimescolamento dei polimeri di plastica. Con il raffreddamento i polimeri si stabilizzano, creando così l'unione delle due parti.

 

Sono stati ideati nuovi sistemi regolati da computer che consentono di controllare il tempo di saldatura, l’ampiezza e, soprattutto, l’ammontare di energia erogata sull’area di contatto dei componenti per garantire poi un risultato ottimale.

ATTREZZATURA TECNICA

Un macchinario generalmente è composto da un generatore di energia, un convertitore, un amplificatore ed un sonotrodo.

 

I generatori raggiungono frequenze elettriche fino a 20 kHz.
Tali frequenze elettriche vengono trasformate in movimento meccanico grazie al convertitore contenente ceramiche piezoelettriche.
 

Il movimento meccanico è trasferito sull’ amplificatore, che aumenta l’ampiezza del movimento fino al sonotrodo - la cui geometria dipenderà dal particolare di plastica in saldatura.
 

In ultimo, la testa vibrante trasmette la vibrazione ai componenti sottoposti al processo di lavorazione.

RUMOROSITÀ

Come tutte le macchine utensili, anche le apparecchiature a ultrasuoni possono, in funzione delle loro applicazioni, essere fonte di rumorore.
 

Tutte le macchine a prodotte da Sonic Italia sono state progettate per superare la soglia di udibilità umana (1700-1800 Hz); le oscillazioni delle apparecchiature rientrano nella gamma dei 20, 30 4000 Hz e non sono percettibili.

La grossa penetrazione dei termoplastici in vari settori tecnologici (settore auto, elettrodomestici, elettrico, medicale, componentistica, militare) ha creato una grandissima diversificazione a livello applicativo.
 

Nel caso di applicazioni particolarmente rumorose, dovranno essere predisposte ed applicate delle misure di protezione di differente grado:

 

  • Cuffia antirumore (protezione individuale, rumorosità localizzata)
  • Protezione circoscritta all’attrezzo saldante (rumorosità localizzata)
  • Cabina di insonorizzazione (protezione collettiva, forte grado di rumorosità)

 

Le apparecchiature Sonic Italia non generano radiazioni di nessun genere.
Il fastidio che si potrebbe generare è assolutamente imputabile ad un effetto meccanico acustico di risonanza dell’aria che genera onde sonore di riflesso. (Rif. Norm. 89/392 all. 1 punto 1.5 -1.75 parag. F)

In ogni caso, a livello statistico, si riscontra un grado di inquinamento acustico elevato solamente in una percentuale del 15-20% delle applicazioni sviluppate.

 

Sonic Italia è in grado di fornire consulenza ed eventualmente procedere allo studio di insonorizzazione da voi richiesta, tramite propri fornitori e tecnici specializzati.

 

I MATERIALI E LA SALDABILITÀ

Ribaditura e saldatura sono due differenti tecniche di assemblaggio.

 

Nella ribaditura si porta a fusione una massa di materiale e lo si sagoma come la testa di un rivetto; può perciò servire ad unire anche due particolari di diversa natura, come plastica e metallo.

 

A questo proposito, il grosso vantaggio della ribaditura ad ultrasuoni è che il sonotrodo è fatto risalire quando la plastica è ormai fredda, quindi i particolari uniti restano ancorati rigidamente.

 

Nella saldatura ad ultrasuoni con direttore di energia, invece, sono molto importanti i diversi parametri del pezzo da assemblare: il tipo di materiale, la sua forma, le deformazioni da stampaggio ad iniezione o termoformatura, il tipo di saldatura richiesto dal cliente (meccanica, a tenuta liquidi o a pressione), la distanza della zona da saldare dalla testa vibrante, ecc.

 

Per scoprire alcuni consigli costruttivi e dati tecnici, è possibile scaricare i PDF informativi nella sezione download.
Il personale tecnico di Sonic Italia è a disposizione per studiare soluzioni ad eventuali problematiche di lavorazione della plastica.

 

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