Quoi de neuf avec le soudage par ultrasons

Le matchmaking est une compétence unique, et dans le monde de l’assemblage, peu de gens le font mieux que les fournisseurs d’équipement. Jour après jour, ces experts utilisent leur vaste expérience et leurs connaissances pour adapter exactement la bonne machine à une application d'assemblage spécifique. Lorsque le projet consiste à assembler des pièces thermoplastiques, la meilleure machine est souvent une soudeuse à ultrasons.

« Les fabricants viennent souvent nous voir et nous disent : « Voici notre pièce thermoplastique, qu'en pensez-vous : les ultrasons sont-ils le meilleur moyen de la souder ? » », demande Jason Barton, directeur du développement commercial chez Dukane. "Nous leur disons que si le volume de production de pièces requis est très élevé et que la pièce n'est pas plus grande qu'une boîte à chaussures, le soudage par ultrasons doit absolument être envisagé."

Il y a quelques années, Dukane a aidé un fabricant de dispositifs médicaux à trouver le système à ultrasons approprié pour souder trois minuscules capuchons en film (moins de 0,25 pouce de large) sur des capteurs jetables en polycarbonate. Ces capteurs surveillent le pH et les gaz dans le sang artificiel lors d'une évaluation et d'une évaluation ex vivo.

Avant de rencontrer Dukane, le fabricant utilisait un système de soudage pneumatique par ultrasons aux performances assez médiocres. Les taux moyens de rebut étaient de 50 pour cent et atteignaient parfois 90 pour cent. De plus, le manque de contrôle du soudage a provoqué la descente du propulseur de la presse après la fonte du thermoplastique. Cette force inutile provoquait une déflexion des pièces, un soudage et une solidification incohérents. Il fallait également tester les fuites sous vide sur chaque capteur pour garantir une étanchéité parfaite.

Barton dit que Dukane a recommandé que l'ancien système soit remplacé par la soudeuse servo-basée iQ ES de Dukane dotée de la technologie Melt-Match. Unité de 40 kilohertz, la soudeuse contrôle avec précision la vitesse de soudage pendant la phase de soudage et déclenche l'effondrement des pièces en plastique uniquement lorsqu'une fusion a été détectée.

Selon Barton, le fabricant apprécie le système servocommandé car il produit de manière répétée une soudure qui ferme hermétiquement le capuchon. Cela permet à l'entreprise de réduire considérablement le temps de test de ses produits, à seulement 10 %, tout en réduisant ses coûts de production et en améliorant la qualité de ses produits.

Les fabricants des industries non médicales utilisent également le soudage par ultrasons à grande échelle. Les constructeurs automobiles joignent par ultrasons des pièces allant des carénages de pare-chocs aux filtres à huile, et les fabricants d'appareils électroménagers l'utilisent pour souder les fenêtres et les conduites d'éclairage aux panneaux d'affichage. Du côté de l’électronique grand public, les entreprises soudent régulièrement par ultrasons des blocs d’alimentation, des coques de téléphone, des prises et des interrupteurs d’éclairage.

Bien que le soudage par ultrasons soit depuis longtemps la méthode de prédilection pour l’assemblage permanent de pièces en plastique, sa technologie continue d’évoluer. Les machines avancées d'aujourd'hui offrent un soudage rapide, propre, économe en énergie et reproductible, ainsi qu'un contrôle sans précédent sur le processus d'assemblage. Ces capacités assureront la popularité du soudage par ultrasons pendant de nombreuses années.

Développé pour la première fois dans les années 1960, le soudage par ultrasons est une forme de soudage par friction qui assemble des pièces en les faisant vibrer les unes contre les autres. Sa phase initiale de croissance a eu lieu dans les années 1980 et 1990, selon les fournisseurs, qui affirment que la technologie est désormais dans une ère de raffinement.

Le soudage par ultrasons est très populaire pour assembler des thermoplastiques amorphes et semi-cristallins et des composites thermoplastiques, mais ne s'applique pas aux matériaux thermodurcis.

Toutes les soudeuses à ultrasons disposent d'une alimentation (générateur), d'un contrôleur informatique, d'un actionneur, d'un transducteur, d'un booster et d'un klaxon de sonotrode (titane ou aluminium). L'actionneur est entraîné par un vérin pneumatique ou une vis à billes attachée à un moteur pas à pas ou un servomoteur. Le transducteur, le booster et le klaxon constituent la pile ultrasonique.

L'énergie est envoyée au transducteur, qui contient des cristaux piézoélectriques qui se dilatent et se contractent. Cette action provoque des vibrations mécaniques que le booster augmente et transfère au cornet, qui, à son tour, transfère l'énergie ultrasonique à l'interface articulaire.

La chaleur est générée au niveau du joint par une combinaison de friction et d’hystérésis. La chaleur fait fondre une petite quantité de plastique sur chaque pièce. Lorsque les vibrations ultrasonores s'arrêtent, le matériau fondu se solidifie et la soudure est réalisée. Le temps de soudage réel est généralement compris entre 200 et 400 millisecondes et le temps de cycle total est généralement inférieur à 1 seconde.