La soldadura ultrasónica adopta la tecnología de soldadura de plásticos por ultrasonidos, que convierte la energía eléctrica de alta frecuencia en energía de vibración mecánica a través de transductores ultrasónicos y luego transmite la energía de vibración mecánica al cabezal de soldadura después de cambiar su amplitud a través de un dispositivo de pancarta. Cuando el cabezal de soldadura se acerca a la superficie del producto procesado, se generan automáticamente ondas ultrasónicas, lo que provoca una vibración de alta frecuencia de micro amplitud en la superficie del producto procesado. La fricción con la superficie del producto procesado se convierte en calor, que derrite el producto procesado antes de la fusión. Debido a la operación de soldadura por puntos, la soldadura es relativamente más perfecta y se pueden obtener diferentes efectos de soldadura reemplazando el cabezal de soldadura.
¿Cómo funciona la soldadura ultrasónica?
Cuando la vibración ultrasónica golpea un material (como el plástico), las cadenas moleculares comienzan a oscilar. Las moléculas comienzan a moverse y a frotarse entre sí. Esto genera energía (conocida como calor por fricción). En el caso de los materiales termoplásticos, este proceso puede provocar que comiencen a fundirse. La soldadura ultrasónica utiliza este principio. Después de un breve tiempo de mantenimiento bajo presión adicional, se pueden soldar varios materiales (componentes) entre sí a nivel molecular en el área de conexión.
¿Para qué sirve la soldadura ultrasónica?
La soldadura por ultrasonidos se realiza en cuestión de segundos sin necesidad de herramientas auxiliares como adhesivos o tornillos. Los ultrasonidos se utilizan en la fabricación de embalajes, piezas de automoción, juguetes, etc., por ejemplo, mediante:
1. Conexión de piezas moldeadas por inyección (como juguetes)
2. Membranas integradas (como las membranas de filtro utilizadas en componentes médicos)
3. Integración de cuero, telas no tejidas y textiles (como filtros de aire en automóviles)
4. Apilar diferentes tipos de materiales juntos (por ejemplo, para bolsas de aire)
5. Utilice técnicas de conformado para crear conectores con formas que se ajusten (como contactos magnéticos en cargadores)
6. Zócalo avellanado e imán (como un imán encapsulado para activar sensores)
Sistema de soldadura ultrasónica:
El sistema completo de soldadura por ultrasonidos consta de varios componentes. Los componentes activos generan vibraciones, las transmiten y las aplican a las uniones soldadas. Los componentes pasivos absorben la fuerza generada y fijan los componentes en las posiciones adecuadas, especialmente en los puntos de unión soldada donde se conectan los componentes de soporte.
Componentes:
Generador ultrasónico
Transductor ultrasónico
Palanca de amplitud ultrasónica
Cabezal de herramienta ultrasónica
La combinación de transductores, barras de amplitud y generadores ultrasónicos forma una denominada pila.
Tecnología de procesos: Principio de concentración de energía:
Para fundir los componentes con precisión, es necesario concentrar la energía de vibración en un punto. Esto se denomina concentración de energía. Este punto específico es el lugar donde el desarrollo de calor es más fuerte y se produce la fusión, lo que se define como un proceso de soldadura de baja energía.
Tipos de concentración energética:
Todo es cuestión de forma: para que la energía de vibración converja en el punto correcto, la forma geométrica de las piezas o herramientas a soldar debe diseñarse en consecuencia. Para el enfoque de integración de componentes, un director de energía (ED) enfoca la energía en el propio material. En cuanto a la forma geométrica de la herramienta de enfoque, la forma de la herramienta es adecuada para una aplicación específica.
¿Qué materiales se pueden soldar mediante ondas ultrasónicas?
En términos generales, la mayoría de los materiales termoplásticos (plásticos que se pueden moldear mediante calor) se pueden soldar mediante ondas ultrasónicas. Cuanto más duro sea el material, mejor. Además del plástico, también son adecuados para la soldadura ultrasónica distintos metales no ferrosos como el aluminio, el níquel, el latón y el cobre.