SOLDADURA TERMOPLASTICOS POR ULTRASONIDOS

La soldadura por ultrasonidos a 40 kHz es adecuada para la produccion en serie, por ejemplo para luces traseras de automovil, cassettes para pelicula, monturas de diapositivas, estilograficas y boligrafos. Las grandes piezas, como deflectores de aire para automovil, se sueldan a 20 kHz. Se emplean otras frecuencias, como 15 kHz, para la soldadura de plasticos de ingenieria.Los equipos de soldadura por ultrasonidos estan constituidos principalmente por el generador, el convertidor piezoelectrico y el sonotrodo. El generador convierte la corriente normal a 50-60 Hz para producir oscilaciones electricas de alta frecuencia, de 15 a 40 kHz. El convertidor piezoelectrico ceramico convierte las oscilaciones electricas en oscilaciones mecanicas ultrasonicas. Y el sonotrodo transmite, por medio de un potenciador, las oscilaciones a las partes a soldar, que estan fijadas entre este y un yunque, produciendose de este modo una friccion cuya energia se disipa en forma de calor y eleva la temperatura en el interfaz a la requerida para la soldadura entre 0,02 y 2 s.La potencia maxima de los grandes equipos de ultrasonidos a 20 kHz es de 3 kW y la maquina mas silenciosa a 40 kHz produce 1,5 kW. Solo unos pocos materiales para el sonotrodo resisten las tensiones vibratorias durante periodos largos, como el titanio, posiblemente protegido por carburo. Se precisa una presion de 2 a 5 N/mm\'b2 para asegurar que el sonotrodo no destruya el material al separarse de el. Para pequenas series se utiliza tambien aluminio: ambos materiales combinan una buena rigidez con una baja densidad. Los sonotrodos se fabrican de muchas formas y cada uno debe optimizarse cuidadosamente para asegurarse que su resonancia se produce de modo puramente axial y que la vibracion es constante a traves del area del sonotrodo en contacto con el plastico. Es esencial que se eviten resonancias adyacentes no axiales porque pueden interferir con el proceso de soldadura.Mediante la soldadura de contacto o de campo proximo se sueldan tubos de envasado llenos, o productos similares, efectuando la soldadura de manera transversal con sonotrodos en forma de arana, independientemente de la naturaleza del material de llenado; sea polvo, pasta o fluido.Figura 1 Los equipos mas habituales estan dispuestos en forma de prensa, incorporando en su parte superior el microprocesador y en la zona central el conjunto vibrados que incluye el generador, el convertidor piezoelectrico y su potenciador y el sonotrodo. El area de aplicacion mayor es la soldadura remota. Las vibraciones se conducen desde sonotrodos a traves de la parte adyacente del articulo para soldar bordes que estan dispuestos para evitar el solapado de partes de soldadura fundidas. De este modo pueden soldarse a 40 kHz plasticos rigidos como PS, SAN, ABS, PMMA, POM, PC, PET/PBT y PA seco, y son ademas mutuamente soldables de manera parcial. La presencia de cargas o fibras hace mas dificil una soldadura impermeable. Existen diversos tipos de equipos, que habitualmente son de tipo estatico en forma de prensa, pero se dispone tambien de aparatos manuales empleados basicamente para emplazar insertos, hacer blisterso soldar por puntos.Figura 2 La insercion automatica de componentes, soldaduras en zonas precisas y otros trabajos se hacen con el complemento de mesas giratorias o de coordenadas que aseguran una buena precision y repetitividad de la operacion. Procedimientos de diseno de los sonotrodos Se entiende que cada tipo de soldadura implica el desarrollo de un sonotrodo especifico para cada caso. En el pasado se utilizaba para este diseno, basicamente, la experiencia de los tecnicos y la asimilacion a casos parecidos, lo que hacia necesaria a menudo una iteracion del diseno e incluso la necesidad de efectuar prototipos.Muchos disenos utilizan ranuras que se mecanizan a traves del sonotrodo para asegurar, variando su numero y disposicion, la resonancia del sonotrodo a la frecuencia deseada.Estos ajustes permiten al ingeniero afinarel instrumento para producir un nivel mas uniforme de vibracion en la superficie de salida y obtener tanta separacion como sea posible entre las frecuencias axiales deseadas y las nocivas de direcciones transversales. No siempre es posible obtener resultados satisfactorios con esta tecnica y se hace necesario mecanizar un nuevo prototipo con una forma distinta que se presupone mas satisfactoria. Es comprensible que este procedimiento sea costoso y consuma mucho tiempo, sin una total garantia de que se obtenga una configuracion optima y de la forma mas simplificada, puesto que el peso tiene importancia en el rendimiento del sonotrodo. Figura 3 Para las instalaciones de varios equipos de soldadura puede disponerse de comprobadores automaticos del estado de los circuitos, que funcionan sobre un PC, que sirve ademas para almacenar un numero de programas de soldadura que exceda la capacidad disponible en el microprocesador. En los ultimos anos se han desarrollado programas CAD de diseno de los sonotrodos, basados en la experiencia previa recogida, que permiten un primer diseno mas fiable de los sonotrodos, que deben afinarse finalmente por el procedimiento indicado. Un ejemplo de estos programas es el CARDde Sonics & Materialsque es particularmente util para minimizar las tensiones en los sonotrodos, y disenarlos con una capacidad y localizacion de nodo especifica. El propio usuario puede utilizar el programa para disenar sus sonotrodos sobre su PC.En busca de soluciones menos empiricas, dos ingenieros de empresas distintas, Donald R. Culp, presidente de Krell Engineeringy Kevin O'Shea, de Branson Ultrasonics, han presentado recientemente documentos distintos, en ambos de los cuales se describe la puesta a punto de procedimientos de diseno basados en un analisis por elementos finitos que pueden utilizarse para reducir la carga de trabajo descrita antes como necesaria para la construccion de los sonotrodos.El analisis FEA de un sonotrodo de aluminio de 5 pulgadas de lado (127 mm) disenado para funcionar a 20 kHz y ampliamente utilizado en el ensamblado de plasticos ha demostrado que es propenso a la fatiga en los extremos de las ranuras. FEA es el uunico modo de verificar esta alta concentracion de tensiones porque permite ver los niveles de tension en el interior del sonotrodo, donde no pueden medirse.Sistemas de control de los equipos Cada fabricante ofrece diversas caracteristicas para sus sistemas de control. Normalmente, este control se efectua mediante un microprocesador que puede almacenar diversos programas de soldadura, incluso programables secuencialmente, y que puede conectarse a un PC para guardar los programas que no quepan en la memoria del microprocesador.Figura 4 Una nueva aplicacion de los ultrasonidos es el corte de materiales plasticos y caucho con el sonotrodo Excalibur disenado por Steckmann que produce cortes limpios y auto-sellantes, sin ondulaciones. La delgadez del corte limita la produccion de polvo y la necesidad de sistemas extractores. El sistema efectua una serie de funciones de control de parametros, como el calibrado del pulsado antes de cada soldadura, los controles de tiempos, carreras, velocidades y presiones infinitamente ajustables, regulacion del convertidor y conexion a los perifericos que efectuan los movimientos adicionales, generalmente con aporte de aire comprimido.Los equipos para insertos o soldaduras multiples disponen ademas de mesas de coordenadas, controladas por el microprocesador, para garantizar la repetitividad y precision de posicionamiento de cada operacion.Finalmente, la conexion a un PC permite un control de gestion de la operacion, con medios para facilitar el control estadistico y de calidad.Otros usos de los ultrasonidosLa vibracion generada puede tener otros usos, como el propuesto por pimera vez en la K'95por Ultrasonics Steckmannque, ademas de aparatos de soldadura, presento su Excalibur, un sonotrodo disenado para operaciones de corte, que puede cortar caucho de gran espesor con un minimo consumo de energia, y que en el corte de plasticos presenta las ventajas adicionales de producir bordes limpios que quedan sellados inmediatamente. Otra utilidad es la de extraer residuos gruesos incluso antes del desmoldeo y de cortar rapidamente las tapas de la tuberia soplada. Este proceso, al limitar la generacion de polvo, puede encontrar tambien una interesante aplicacion en el corte de composites. El analisis por elementos finitos es el unico modo de verificar la concentracion de tensiones en el interior del sonotrodo, donde no pueden medirse. Cada fabricante ofrece diversas caracteristicas para sus sistemas de control. Normalmente, este control se efectua mediante un microprocesador almacena diversos programas de soldadura. Pocos materiales para el sonotrodo resisten las tensiones vibratorias durante periodos largos. Se utiliza el titanio protegido por carburo y tambien aluminio para series menores Pueden soldarse a 40 kHz termoplasticos rigidos como PS, SAN, ABS, PMMA, POM, PC, PET/PBT y PA seco, que son parcialmente soldables entre si. Las cargas dificultan una soldadura impermeable.

VICEDO MARTI S.L.
C/. Cadiz, 28 - Pol. Industrial L'Alfac II C/. Burgos, 3 - Pol. Industrial L´Alfac III Ibi 3440 (ALICANTE)
Tel. +34 96 555 47 08 - info@vicedomarti.com
Fax +34 96 555 13 12
EMail info@vicedomarti.com
GPS 38.612369 , -0.597119

Fabricacion de moldes e inyeccion de plasticos uso alimentario

d
Seleccione idiomaSeleccione idomaSelect languajeSelect languajeSelectionnez une langueSelectionnez une langueAusgewahlter languaje
Menu principal ** EMPRESA || CALIDAD || SERVICIOS ** CREATIVIDAD Y DISENO 3D || PROTOTIPOS || FABRICACION MOLDES INYECCION || INYECCION PLASTICOS / SOPLADO || SOLDADURA POR ULTRASONIDO || ** || SECTORES ** ALIMENTACION || AUTOMOCION || ELECTRONICA || SANIDAD-FARMACIA || PIEZA TECNICA || ** || LOCALIZACION || CONTACTO || INFORMACION ** Moldeo por inyeccion || Los plasticos en Espana || Mitos negativos del plastico || Caracteristicas y propiedades del plastico || Tipos de molde || El plastico || Procesos de mecanizado || El zamak || Soldadura plastico por ultrasonido || El plastico y su historia || El molde || Botella plastico || Articulo Interempresas || ** || ** || SOLDADURA TERMOPLASTICOS POR ULTRASONIDOS || TERMINOLOGIA DEL PLASTICO || MOLDES PARA INYECCION DE PLASTICO || ANTECEDENTES DEL MOLDE PARA INYECCION || MAQUINARIA PARA LA FABRICACION DE MOLDES DE PLASTICO || MOLDES PLASTICO ||