Domande frequenti – Tecnologia a ultrasuoni

Tecnologia a ultrasuoni

Che cos'è la saldatura a ultrasuoni?
La saldatura a ultrasuoni consiste nel dirigere vibrazioni ad alta frequenza su due componenti, che vengono fissati insieme. Ciò provoca un rapido accumulo di calore che produce una saldatura, o un incollaggio, in pochi secondi senza una fusione significativa dei materiali di base.

Per l'incollaggio di tessuti sintetici o materiali filtranti, il tessuto passa sotto una testina che convoglia le vibrazioni ultrasoniche attraverso gli strati. I materiali vengono riscaldati e fusi tra loro, creando una cucitura finita o un bordo sigillato.

Quali sono i vantaggi della saldatura a ultrasuoni?
Non sono necessari adesivi né materiali di consumo, come la lega per saldatura o il filo. La saldatura o l’incollaggio avviene rapidamente – solitamente in due o quattro secondi – senza riscaldare l’area circostante. Questo processo garantisce saldature e incollaggi estremamente affidabili e con un’accuratezza ripetibile. La saldatura a ultrasuoni è ecologica, non produce scarti ed è economica da utilizzare.

Quali settori utilizzano la saldatura a ultrasuoni?
L'abbigliamento, gli elettrodomestici, il settore automobilistico, l'elettronica, la filtrazione, l'arredamento, il settore medico e l'imballaggio sono solo alcuni dei settori che possono avvalersi della saldatura a ultrasuoni.

Quali configurazioni sono disponibili?
Sonobond produce sia unità autonome che modelli facilmente integrabili nelle linee di produzione.

Quali sono i componenti di un sistema di saldatura a ultrasuoni?
UN ALIMENTATORE, che converte la corrente di rete nell’alta frequenza e nell’alta tensione necessarie al trasduttore.
UN TRASDUTTORE, contenente cristalli piezoelettrici, che trasforma il segnale elettrico ad alta frequenza in vibrazioni meccaniche.
UN AMPLIFICATORE, che trasmette l’energia delle vibrazioni e ne aumenta l’ampiezza.
UNA CORNA, che convoglia l’energia delle vibrazioni verso l’area di saldatura.
UN’INCUDINE o UN NIDO, che sostiene i pezzi da saldare.

Esistono problemi o rischi per la salute legati alla saldatura a ultrasuoni? Quali sono gli effetti degli ultrasuoni sulla salute?
La questione è stata oggetto di numerosi studi che dimostrano come la saldatura a ultrasuoni sia sicura e affidabile. In alcuni casi, potrebbe verificarsi un problema di rumore eccessivo causato dalle vibrazioni ultrasoniche. Nei casi in cui i livelli di rumore superino i limiti stabiliti dall’OSHA, il problema può essere risolto installando una cabina insonorizzata e/o utilizzando dispositivi di protezione individuale dell’udito.

Siete in grado di produrre macchinari su misura?
Sì. I tecnici di Sonobond possono collaborare con voi per realizzare la versione ottimale di una macchina a ultrasuoni o di attrezzature personalizzate in base alle vostre specifiche.

L'apparecchiatura a ultrasuoni interferisce con altri dispositivi elettronici installati nelle vicinanze?
Molto raramente. In alcuni ambienti particolarmente sensibili, potrebbe essere necessario sopprimere le emissioni EMI.

Fornite campioni di saldatura gratuiti?
Sì. Sonobond vi invita infatti a inviarci dei pezzi, in modo da potervi fornire campioni di saldatura relativi alla vostra applicazione specifica e consigliarvi l'unità più adatta alle vostre esigenze.

Saldatura a ultrasuoni dei metalli

Quali materiali possono essere saldati con le saldatrici a ultrasuoni per metalli?
L'alluminio, l'ottone, il rame, la maggior parte dei metalli preziosi e le leghe di nichel possono essere saldati facilmente. La saldatura a ultrasuoni presenta inoltre il vantaggio di consentire la saldatura di numerose combinazioni di metalli dissimili.

Quali sono i vantaggi della saldatura a ultrasuoni dei metalli rispetto alla crimpatura?
La saldatura a ultrasuoni dei cavi è superiore per diversi motivi. Il metodo a ultrasuoni non richiede l’uso di materiali aggiuntivi. Consente di unire cavi tra loro o cavi a terminali senza materiali di apporto né utensili di crimpatura. I cavi crimpati, invece, a volte possono allentarsi e staccarsi con il passare del tempo.

Qual è la dimensione massima dei fasci di fili che la saldatrice a ultrasuoni è in grado di gestire?
Di norma consigliamo una dimensione massima del fascio di 30 mm² per i fili di rame intrecciati non rivestiti e una dimensione inferiore per i fili stagnati. Con la nostra saldatrice da 2500 watt abbiamo saldato fasci fino a 35 mm² con un singolo impulso e fino a 48 mm² con due impulsi.

È possibile utilizzare la stessa macchina sia per la giunzione di cavi che per il fissaggio di perni o capicorda?
È possibile, a condizione di sostituire gli accessori. Tuttavia, in genere consigliamo di utilizzare SpliceRite™ per la giunzione cavo-cavo e la saldatrice a punti SonoWeld® 1600 per le applicazioni cavo-terminale.

Per quanto tempo, in media, è possibile utilizzare la punta?
La punta in acciaio per utensili trattato termicamente può essere utilizzata, di norma, fino a 100.000 saldature prima che sia necessario sostituirla.

Quali sono le differenze tra i metodi di saldatura con sistema "wedge reed" e con azionamento laterale?
Sonobond utilizza il sistema "wedge reed", in cui il trasduttore/corno aziona un'asta o una lamella. L'asta (lamella) presenta una cavità rastremata nella quale viene inserita la punta. Di conseguenza, la forza del cilindro agisce direttamente sopra il punto di saldatura e la punta è facilmente sostituibile.

D'altra parte, il metodo di azionamento laterale utilizza un trasduttore/corno dotato di una piccola estensione per entrare in contatto con il pezzo da saldare. La forza del cilindro viene esercitata lateralmente, anziché sopra il punto di saldatura. Quando l'estensione della punta si usura, è necessario sostituire l'intero corno, il che a volte richiede una ricalibrazione del sistema.

Legatura di tessuti non tessuti e tessuti tramite ultrasuoni

Quali materiali possono essere saldati con saldatrici a ultrasuoni per tessuti non tessuti/tessili? È possibile saldare materiali dissimili?
I materiali possono essere sintetici al 100% o miscele contenenti fino al 40% di fibre naturali.

L'acrilico, l'acetato, il poliestere, il nylon, il polipropilene, lo spandex e il PVC sono tutti materiali adatti alla saldatura o al taglio. In generale, maggiore è il contenuto di fibre sintetiche, più facile risulta tagliare e saldare con l'energia ultrasonica. I tessuti non tessuti, compresi i materiali filtranti infeltriti, sono particolarmente adatti alla saldatura a ultrasuoni.

Sì, è possibile incollare insieme molti materiali diversi. La differenza di temperatura di fusione tra materiali diversi non può superare i 50° F.

Il mio materiale sarà comunque incollabile con la tecnica a ultrasuoni se è stato sottoposto a un trattamento ignifugo?
In molti casi non ci saranno problemi. Tuttavia, alcuni ritardanti di fiamma possono influire negativamente sulla resistenza dell'incollaggio.

Quali sono i vantaggi e le differenze tra la saldatura a ultrasuoni rotativa/continua e i metodi fissi/a traslazione?
Il metodo rotativo funziona come una macchina da cucire e produce una cucitura o un motivo continuo. L’attrito tra il tessuto, il rullo del motivo e la punta a ultrasuoni si riduce notevolmente se entrambi i lati ruotano, anziché avere il rullo che ruota su una punta fissa.

Che cos’è il taglio a ultrasuoni?
Le taglierine a ultrasuoni tagliano in modo netto e sigillano i bordi dei tessuti sintetici o misti, eliminando gli svantaggi del filo caldo o delle lame rotanti. Si evitano così lo sfilacciamento, lo srotolamento o la formazione di borse lungo il bordo tagliato.

Qual è la percentuale di vetro accettabile per la saldatura a ultrasuoni dei tessuti?
I riempitivi come la fibra di vetro vengono aggiunti per modificare le proprietà fisiche, sebbene il vetro di per sé non sia saldabile. Una percentuale di vetro pari o inferiore al 20% può comunque garantire un incollaggio accettabile.

Saldatura a ultrasuoni della plastica

Quali materiali termoplastici possono essere saldati con saldatrici a ultrasuoni? È possibile saldare termoplastici dissimili?
Le resine termoplastiche saldabili possono essere classificate come amorfe o cristalline.

Le resine AMORFE saldabili includono: policarbonato, polifenilene ossido, polistirene, ABS, polietereimmide, acrilico e polisulfone. I materiali CRISTALLINI saldabili includono: poliestere termoplastico, nylon, acetale, polietilene, polifenilene solfuro e polipropilene.

Sì, è possibile saldare insieme un numero limitato di termoplastici amorfi di tipo diverso (ad esempio, ABS e policarbonato). La differenza di temperatura di fusione tra materiali diversi non può superare i 50° F.

Il mio materiale plastico sarà comunque saldabile a ultrasuoni se è stato sottoposto a un trattamento ignifugo?
I ritardanti di fiamma possono influire sulla saldatura riducendone la resistenza. In questi casi, la soluzione può talvolta consistere nel “saldare in eccesso”. Ciò comporta l’utilizzo di una macchina con un’ampiezza maggiore o un tempo di saldatura leggermente più lungo per ottenere un legame sufficientemente resistente.

Qual è la percentuale di vetro ammessa per la saldatura a ultrasuoni delle materie plastiche?
È preferibile una percentuale fino al 20%. Tuttavia, talvolta è possibile ottenere saldature adeguate anche con una percentuale di vetro fino al 30%.

Quali sono i tipi di giunti più comuni nella saldatura delle materie plastiche?
Per molti giunti viene utilizzato il cosiddetto approccio “energy director”. Ciò richiede l’uso di una sporgenza triangolare su uno dei pezzi da unire, posizionata nel punto in cui ha inizio la fusione. Per giunti a tenuta stagna e per alcuni componenti semicristallini, si raccomanda un giunto a taglio. Un giunto a taglio richiede una certa interferenza tra i pezzi da saldare. Man mano che i pezzi vengono riscaldati e compressi mediante ultrasuoni, un pezzo “taglia” la plastica ammorbidita dall’altro.