Plastica e saldatura a ultrasuoni: unione perfetta

La diffusione di oggetti realizzati in materiale termoplastico, ha raggiunto ormai tutti i settori e questi oggetti, fanno parte del nostro vivere quotidiano.

Non esiste limite a questa diffusione. Proviamo a pensare a cosa sarebbe il nostro ambiente senza oggetti realizzati in plastica.

Una diffusione capillare 

Un’autovettura priva di questi materiali sintetici, oggi non sarebbe più realizzabile, se non con costi nemmeno ipotizzabili.

Nel settore alimentare, dove gli imballaggi hanno permesso il facile trasporto e la conservazione degli alimenti.

I giocattoli, le telecomunicazioni, gli articoli medicali, i trasporti, i tessuti. Non esiste nessun settore merceologico che non utilizza materie plastiche.

La scelta della tecnologia

E’ quindi estremamente importante analizzare questa dimensione e tutti gli aspetti tecnologici che la caratterizzano. La produzione di manufatti ed oggetti realizzati in materiale plastico, sia di produzione massiva che non, richiede una attenta valutazione tecnologica che deve seguire l’intero processo produttivo.

Il progettista si deve quindi chiedere quale sarà l’obiettivo finale da raggiungere, quali i macchinari da utilizzare. Il costo di produzione per ottenere un determinato oggetto è il frutto di una attenta scelta progettuale e produttiva. L’assemblaggio di parti realizzate in materiale termoplastico, è una delle tante attività che devono essere studiate con molta attenzione.

Sono disponibili numerose tecnologie che permetto di assemblare le parti per formare oggetti più complessi.

La scelta numero uno: gli ultrasuoni

Oggi, parliamo di una tecnologia in particolare: la saldatura per mezzo di ultrasuoni.

Il calore necessario alla fusione delle parti da assemblare, viene generato da una intensa vibrazione. Qualche decina di micron di spostamento meccanico prodotte a frequenza elevata (stiamo parlando di frequenza comprese tra 20 e 50 kHz) provocano un riscaldamento elevato in pochissimo tempo. Un generatore di ultrasuoni, porta in movimento un trasduttore piezo elettrico detto anche convertitore. Esso trasforma l’energia elettrica in energia meccanica. A questo componente, viene associato un utensile denominato sonotrodo e che hai il compito di trasferire questa vibrazione alle parti da assemblare.

La saldatura a ultrasuoni è veloce e poco costosa. Inoltre, non emette fumi dovuti al riscaldamento perché solo la parte di giunzione viene plastificata. Il consumo energetico è modesto. Tali caratteristiche portano questa tecnologia ad essere conosciuta ed utilizzata largamente in un processo produttivo legato all'assemblaggio. Ci sono tuttavia scenari in cui questa tecnologia non è quella preferibile.

La scelta della macchina

L’impiego e la scelta di una saldatrice ad ultrasuoni, viene stabilita tenendo conto di alcuni fattori importanti:

  • dimensioni e geometria dei pezzi da saldare;
  • tipologia di materiale termoplastico con cui sono realizzate le parti;
  • produzione richiesta;
  • possibile riutilizzo del macchinario per altre applicazioni;
  • costo dell’investimento.

In base a questi criteri e con il confronto tra utilizzatore e costruttore della saldatrice, si stabilisce quale tipologia di macchinario risulta più indicato.

La gamma di saldatrici è notevole, con potenze comprese tra 150 e 3000 Watt e con frequenza di risonanza da 20 a 40 kHz. La scelta del macchinario più adatto, diventa fondamentale per ottenere un assemblaggio conforme al progetto. Inoltre, l’utilizzo del macchinario per altre applicazioni, permetterà un ammortamento superiore nel tempo.

 

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