Obecné informace

Podrobné vysvětlení svařování plastů

Všeobecný popis

Technologie ultrazvukového svařování plastů je považována za součást procesů tavného svařování. Podstatou tohoto procesu je přeměna třecí a vibrační energie na teplo. Pomocí svařovacího nástroje zvaného sonotroda se vysokofrekvenční vibrace generované ultrazvukovým systémem ve spojení s tlakem přenášejí na spojované díly, čímž vznikají ve spojované zóně relativní vibrace. Mikroskopická tavenina vznikající v důsledku třecího tepla představuje vibrační bariéru, v níž dochází k pohlcování vibrační energie a její přeměně na teplo, které následně ve zlomku sekundy způsobí roztavení oblasti svaru a tedy vznik molekulárního spojení. Svařované plastové díly musí mít zpravidla obrysy svarů, které odpovídají druhu materiálu a požadavkům na svarový šev. Při zatavování pomocí ultrazvukové technologie se potřebné teplo generuje výlučně v zatavovací vrstvě termoplastu. Obrysy zaměřují přívodní energii, což má za následek velmi krátké doby zatavení. Při ultrazvukovém zatavování se teplo generuje uvnitř fólie, což znamená, že není potřebný externí přísun tepla. Nástroje používané během svařovacího procesu se nezahřívají. Přísun tepelné energie do výrobku je velmi malý. Výměna teploty mezi nosičem a zatavovanou vrstvou probíhá velmi rychle. Výsledkem je velmi dobrá pevnost horkého svaru.

Podélná metoda

Jedná se o nejběžnější metodu ultrazvukového svařování plastových komponent. Celý svařovací systém je obecně uspořádán svisle. Vibrace se na spojované díly aplikují ve svislém směru; svařovací tlak je vyvíjen válcem, který tlačí celý systém v ose svařování směrem k hornímu spojovanému dílu.

Torzní metoda

Také zde je systém obecně uspořádán svisle, proces je však tentokrát naprosto odlišný. Tato metoda představuje druh vysokofrekvenčního třecího svařování. Vibrace se aplikují tangenciálně, sonotroda pohybuje horním spojovaným dílem ve vodorovném směru vzhledem ke spodnímu spojovanému dílu. Díky vysokofrekvenčním vibracím (20 kHz), amplitudě a tlaku vzniká třením mezi oběma spojovanými díly tavenina.
Vzhledem k tangenciálnímu pohybu horního spojovaného kusu není spodní spojovaný kus ultrazvukem prakticky vůbec namáhán. Proto je tato metoda obzvláště vhodná pro aplikace v místech, kde jsou dodatečné vibrace v bezprostředním okolí ultrazvukového svařování nežádoucí vzhledem k nebezpečí poškození, například citlivých součástí, folií, látek, tenkých tlakově odlévaných komponent (vstřikovaných pružin, jemných sít) nebo elektroniky. Za určitých okolností lze tuto metodu použít ke vzájemnému spojování různých plastů.

Oblasti použití

Ultrazvukové svařování plastů je vhodné prakticky pro všechny termoplasty. Máte-li v úmyslu svařovat obrobky ze semikrystalických plastů, je důležité si uvědomit, že se tyto plasty svým chováním při svařování výrazně liší od amorfních plastů. Podélnými a torzními metodami lze dosáhnout velmi rozdílných svarů.
V omezeném rozsahu lze ultrazvukové svařování plastů využít k vzájemnému spojování dvou různých termoplastů (amorfních plastů). Ultrazvukové svařování není vhodné k použití na termosety.
V současnosti se ultrazvukové svařování využívá ve všech odvětvích, v nichž dochází ke zpracování plastů.

Výhody pro zákazníka

• Ideální proces pro jednotlivé aplikace (podélný nebo torzní proces)
• Inovativní „torzní svařování"
• Vysoká rychlost procesu
• Vysoká a stálá kvalita v rámci průběžného řízení procesu
• Spolehlivé spojení
• Těsná spojení dokonce i u zbytkových výrobků

Odvětví

• automobilový průmysl
• zdravotnictví
• textilní průmysl
• potravinářství
• plasty
• obaly