Soldadura de plásticos por ultrasonido

La soldadura por ultrasonido une con solidez materiales iguales y distintos. Es especialmente idónea para soldar termoplásticos. En la soldadura de plásticos por ultrasonido se emplean ondas de ultrasonido con frecuencias de 20 – 70 kHz. Con una amplitud de 5 – 50 μm, los sonotrodos introducirán las oscilaciones en el componente. Se generará calor de fricción, lo que producirá la fundición. Si se aplica más presión, los plásticos se unen. 
Para poder soldar por ultrasonido con una precisión elevada se tiene que combinar la energía de las ondas sonoras. Esto se logra con la geometría de las herramientas (sonotrodos y yunques) o del propio plástico (diseño de la costura de soldadura). Las puntas o los bordes de la costura pueden concentrar la energía y, por eso, se los denomina directores de energía (ERG).

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Ventajas de la soldadura de plásticos por ultrasonido

 El proceso de soldadura por ultrasonido ofrece muchas ventajas. Las más importantes son las siguientes:

  • Ahorro de tiempo: los plásticos se sueldan en cuestión de segundos. Si usa la soldadura por ultrasonido, no tendrá que esperar a que las herramientas se calienten o se enfríen.
  • Calidad constante: la precisa tecnología de regulación garantiza resultados precisos y reproducibles.
  • Ahorro de costes y respeto del medio ambiente: no se emplean elementos auxiliares como pegamentos y consume menos energía.

Diseño de la costura de soldadura

El diseño de la costura de soldadura influye especialmente en la unión "form-fit". Hay diferentes geometrías de la costura de soldadura que se ajustan a los materiales y componentes.

Los componentes se organizan de manera escalonada con directores de energía. Mediante las ondas de ultrasonido se llega a la fundición en los directores de energía y, si se aplica más presión, se unen los componentes correctamente, con gran solidez y densidad.

  • Fabricación sencilla de la costura
  • "Efecto tetris" (autocentrado de los componentes)

El componente inferior tiene una hendidura (denominada ranura). El superior tiene un resorte que encaja perfectamente en la ranura. El director de energía del resorte concentra la energía que llega al material fundido; al aplicarse más presión, se unen los componentes. Es esencial que la pared de la ranura sea gruesa.

  • Gran resistencia
  • Conexión precisa

El proceso de soldadura empieza en los directores de energía. Luego se aplicará una presión controlada en la pared vertical del plástico inferior para desplazar hacia abajo el componente superior. Ambos materiales se unirán con el calor generado.

  • Unión perfecta de plásticos semicristalinos (las cadenas moleculares están ordenadas regularmente en los materiales)
  • Hermética y sólida

Los plásticos se pueden unir con remaches a los metales o materiales no soldables. Para ello se le dará una forma a los pines de remache del plástico que los fijarán al material colocado encima.

  • Unión de materiales de distinto tipo
  • No requiere otros elementos de unión
  • Rápido y limpio

El componente inferior tiene una muesca donde las paredes acaban en punta. El componente superior se colocará centrado. Mediante el ultrasonido y aplicando más presión el director de energía suelda y se ajusta a la muesca. Así se podrán unir ambos plásticos.

  • Unión de componentes con paredes finas
  • Costura precisa por medio de centrado

Se usa como alternativa a los remaches cuando los pines de remache no se pueden inyectar en el componente. Por eso se utiliza el sonotrodo: la superficie frontal tiene una forma especial para darle una forma a la pieza de plástico para que se fije el segundo material.

  • No requiere directores de energía
  • Unión de materiales de distinto tipo
  • Puede moldear formatos grandes

Los componentes están situados en plano sin un diseño especial de la costura de soldadura. La punta del sonotrodo penetra hasta la placa inferior. En ese punto se funde el plástico, se acumula parcialmente en la junta de separación para finalmente formar una unión puntual.

  • No requiere directores de energía
  • Unión precisa
  • Fácil, rápido y unión "form-fit"

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