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Al giorno d'oggi, le plastiche sono ampiamente utilizzate in vari settori, che vanno dalle necessità quotidiane ai settori scientifici. Le plastiche, per realizzare la loro utilità, vengono trasformate in vari prodotti, e la saldatura plastica si distingue come un metodo efficace per la connessione permanente di componenti in plastica.
La saldatura plastica è un processo di unione plastica basato sul principio autoadesivo, in cui il principio di saldatura coinvolge una transizione di fase da solido a liquido (fusione o dissoluzione), seguita dalla solidificazione all'interfaccia della giunzione. La saldatura di parti termoplastiche si basa sulla diffusione delle catene polimeriche. Richiede alta temperatura, pressione e tempo per ottenere una forte connessione meccanica. Le molecole polimeriche elle termoplastiche hanno strutture lineari o ramificate, e poiché queste molecole non sono reticolate, sono inclini allo scorrimento relativo. Pertanto, l'uso di energia termica e stress continuo può indurre lo scorrimento relativo o il flusso delle molecole polimeriche, realizzando così il processo di saldatura.
Vari metodi di saldatura plastica comunemente utilizzati sul mercato includono la saldatura ad ultrasuoni, saldatura laser, saldatura a piastre calde, saldatura per attrito, saldatura a vibrazione e la saldatura ad alta frequenza. Questo articolo introduce questi metodi di lavorazione termoplastica comunemente utilizzati, sperando di fornire assistenza.
1. Saldatura ad Ultrasuoni
Principio
Saldatura plastica ad ultrasuoni si basa sulla generazione di segnali sinusoidali ad alta frequenza da parte di un generatore di segnali. Questi segnali vengono quindi convertiti in energia meccanica ad alta frequenza da un trasduttore. Le vibrazioni amplificate vengono accoppiate alla parte plastica sotto alta pressione attraverso una sbarra di ampiezza e una testa di saldatura. Questa frictione ad alta frequenza fa sì che la superficie di contatto della plastica generi momentaneamente fusione ad alta temperatura. Dopo l'arresto dell'ultrasuono, le due parti di plastica, sigillate sotto pressione e raffreddate brevemente, vengono saldate in un unico corpo. Il processo di saldatura in genere non supera un secondo, e la resistenza alla saldatura è paragonabile al corpo.
Vantaggi
Saldatura rapida, flessibile, stabile con breve durata; non richiede flussante o gas protettivo, e non produce gas nocivi o scorie; garantisce la qualità della saldatura del prodotto.
Svantaggi
Richiede un contatto stretto tra materiali di saldatura, con specifiche esigenze per composizione, durezza e dimensioni del materiale.
Campo Applicativo
Nylon, poliestere, polipropilene, alcuni polietileni, resine acriliche modificate, alcuni composti a base di etilene, composti di aminoformiati, ecc. Utilizzato ampiamente in vari settori come l'elettronica, le parti automobilistiche, i giocattoli di plastica, i prodotti culturali, l'artigianato, i cosmetici, ecc.
2. Saldatura Laser
Principio
Il fascio generato dal laser è focalizzato sull'area da saldare attraverso un sistema di specchi, lenti o fibre ottiche. Nella zona termica formata, la plastica viene ammorbidita e fusa. Nel processo di solidificazione successivo, il materiale fuso forma una giunzione, collegando i componenti da saldare.
Vantaggi
Macchina per la saldatura laser non ha bisogno di entrare in contatto con le parti di plastica aderenti; velocità rapida, elevato livello di automazione, comodo per il trattamento di componenti in plastica complessi; nessuna sbavatura; saldatura forte e ferma; si possono ottenere parti saldate ad alta precisione; nessuna tecnologia di vibrazione; può produrre strutture ermetiche o sigillate sottovuoto; minimizza danni e deformazioni termiche; può incollare resine con diverse composizioni o colori.
Svantaggi
Costo iniziale dell'investimento in attrezzature elevato; richiede proprietà speciali del materiale di base.
Campo Applicativo
La tecnologia di saldatura laser plastica è ampiamente utilizzata in settori come l'automotive, i dispositivi medici e l'imballaggio.
3. Saldatura a Piastre Calde
Principio
La saldatura a piastre calde, anche nota come saldatura per termosigillatura, è la più semplice tecnologia di saldatura plastica. Nel processo di saldatura, due parti di plastica devono essere sigillate in un unico corpo. In genere, viene utilizzata una macchina per la termosigillatura. La macchina per la termosigillatura utilizza varie condizioni esterne (come metodi di riscaldamento) per riscaldare separatamente le superfici di connessione delle due parti di plastica. L'area di sigillatura riscaldata diventa uno stato di flusso viscoso, formando uno strato fuso sulla superficie di connessione. Viene applicata pressione per farla aderire, e con una certa pressione e tempo, i due materiali plastici vengono fusi in un unico corpo. Dopo il raffreddamento, ha una certa resistenza e prestazioni di tenuta, garantendo che possa resistere alle forze esterne durante l'uso senza crepe o perdite, raggiungendo lo scopo della termosigillatura.
Vantaggi
Elevata resistenza alla saldatura, buona estetica; pochi difetti, può essere automatizzato.
Svantaggi
Campo di applicazione limitato, e il pezzo richiede una certa planarità.
Campo Applicativo
Questo metodo di saldatura è adatto per materiali con bassi punti di fusione e buona plasticità, come PVC, PE, PP, ecc.
4. Saldatura per Attrito
Principio
La saldatura per attrito è un metodo in cui il calore generato per attrito tra plastiche termoplastiche le fa fondere sulla superficie di attrito. Sotto pressione, si raffreddano e si combinano. Questo metodo di unione è chiamato saldatura per attrito ed è più adatto per pezzi di lavoro cilindrici. thermoplastic plastics causes them to melt on the friction surface. Under pressure, they cool and combine. This joining method is called friction welding and is most suitable for cylindrical workpieces.
Vantaggi
Alta produttività, comoda per l'automazione e la meccanizzazione, buona prestazione delle giunzioni, attrezzature semplici, facile da usare.
Svantaggi
Si basa sulla rotazione del pezzo, rendendo difficile la saldatura di sezioni trasversali non circolari.
Campo Applicativo
La tecnologia di saldatura per attrito ha un'ampia gamma di applicazioni e può saldare semialberi automobilistici, valvole, airbag, turbocompressori, ingranaggi integrali, giunti omocinetici, sospensioni anteriori, ecc.
5. Saldatura a Vibrazione
Principio
Anche la saldatura a vibrazione si basa sul calore generato dall'attrito reciproco delle superfici di contatto. A differenza della saldatura per attrito rotazionale, l'attrito avviene in direzione lineare lungo la superficie. A differenza della saldatura ad ultrasuoni, la frequenza di vibrazione è più bassa, variando da 120-240 Hz. La vibrazione è generata dal moto relativo lineare tra due parti di plastica. La saldatura per attrito lineare è molto flessibile e può saldare parti di grandi dimensioni e di forma complessa, che altri metodi di saldatura plastica non possono raggiungere.
Vantaggi
Applicabile a quasi tutte le plastiche termoplastiche; può saldare parti irregolari e di forma complessa; può saldare pezzi di grandi dimensioni; facile da realizzare in produzione automatizzata.
Svantaggi
Può accettare solo una superficie di saldatura entro 10 gradi; le parti di plastica stesse devono essere robuste, in grado di sopportare l'energia generata dall'attrito delle vibrazioni, e pareti relativamente sottili sono soggette a rottura.
Campo Applicativo
Batterie, radiatori automobilistici, recipienti per olio, altri prodotti e contenitori per tubazioni, filtri della benzina, vari tipi di luci per auto, parti del motore dell'automobile, sensori, tubi curvi, prodotti in nylon e prodotti tessili in nylon.
6. Saldatura ad Alta Frequenza
Principio
Utilizzando il principio dell'induzione elettromagnetica e tecnologia di riscaldamento per induzione ad alta frequenza, penetra nei prodotti in plastica per indurre corpi o plastiche magnetiche sepolte all'interno delle parti di plastica a subire un riscaldamento per induzione. La plastica saldata può generare calore in un campo elettrico alternato rapidamente, facendo sì che l'area saldata si ammorbidisca e si sciolga rapidamente. Poi riempie il gap all'interfaccia e, con l'assistenza di un sofisticato dispositivo meccanico, raggiunge una saldatura perfetta.
Vantaggi
Posizionamento preciso, buona flessibilità, adatto per il trattamento di prodotti più piccoli, elevata efficienza produttiva, facile da usare.
Svantaggi
Richiede dimensioni specifiche del pezzo; pezzi più grandi possono necessitare di processi di saldatura multipli.
Campo Applicativo
La saldatura plastica ad alta frequenza è utilizzata per la maggior parte delle plastiche, come ABS, PVC, PP e PET.
7. Saldatura ad Aria Calda
Principio
Saldatura ad aria calda, talvolta chiamata saldatura ad aria calda, è simile alla saldatura a fiamma ossiacetilenica per metalli. Utilizza un flusso di aria calda per aumentare la temperatura delle superfici da saldare e della barra di saldatura, fondendo la barra di saldatura e fondendola con il materiale di base per ottenere la saldatura. Durante il funzionamento, la superficie di saldatura viene prima pulita e poi si utilizza aria calda per riscaldare contemporaneamente la superficie di saldatura e la barra di saldatura. Questo metodo di saldatura richiede che la barra di saldatura e il materiale di base siano gli stessi. Se si saldano materiali diversi, la barra di saldatura dovrebbe essere composta da due materiali o una miscela dei due.
Vantaggi
Attrezzatura semplice, basso costo; saldatura senza contatto, non danneggia i componenti; il riscaldamento e la temperatura sono facili da controllare.
Svantaggi
Ciclo operativo lungo, non adatto per la lavorazione in serie, la qualità della saldatura dipende dalle competenze dell'operatore.
Campo Applicativo
Questo metodo può essere utilizzato per la maggior parte delle plastiche polimeriche, inclusi policarbonato (PC), polistirene (PS), poliammide (PA), nylon, derivati, PVC, ABS, ecc.
Conclusione
Scegliere il giusto metodo di saldatura plastica richiede di considerare diversi fattori come il tipo di materiale, la forma del componente e le esigenze di produzione. Nelle applicazioni pratiche, il metodo di saldatura più adatto può essere scelto in base a condizioni specifiche per garantire la robustezza e la qualità della connessione. Attraverso un'innovazione tecnologica continua e la ricerca e lo sviluppo, la tecnologia di saldatura plastica dimostrerà il suo potenziale di applicazione in un'ampia gamma di settori, portando più comodità e benefici all'industria moderna.
