Informações

O que é Solda por Ultrassom

 Os polímeros termoplásticos possuem uma vasta gama de aplicações que vão desde utensílios domésticos passando por componentes automotivos até aplicações estruturais. Estes materiais se destacam pelo baixo custo de processamento, resistência à corrosão e flexibilidade de formas. Contudo, nem sempre é possível ou economicamente viável a injeção de um componente plástico no formato final, fazendo-se necessário o uso de processos de união, que podem ser por colagem ou soldagem.

Hoje em dia existem várias técnicas para soldagem de termoplásticos, incluindo: selagem dielétrica, gás quente, prato quente, ferramenta quente, fricção, vibração e solda por ultrassom. 

 Em última instancia e independentemente da técnica, a soldagem é realizada por calor que une os materiais termoplásticos a partir de um processo de fusão localizado e controlado. Após a fusão, a área é resfriada e com o endurecimento do material é formanda a junta ou solda, completando assim o processo de soldagem.

 

Entendendo melhor seu funcionamento:

 O gerador de ultrassom converte a fonte de alimentação (100-250 volts, 50-60 Hz) em 20 a 35 kHz, 800-1000 Volts sinal eléctrico. Este sinal é aplicado a cerâmica piezoeléctricos (incluído no conversor) que irá converter o sinal em oscilações mecânicas

Estas oscilações serão amplificadas pelo conversor e booster, criando assim um martelo. O conversor converte energia elétrica em vibração mecânica de alta frequência. Os elementos ativos são geralmente de cerâmica piezelétrica. O booster (opcional) serve como um transformador de amplitude. Ampliação ou a redução da amplitude é conseguida por certas características de concepção ou a forma geométrica do booster.

Comparação entre um conjunto acústico  e a tração de um veículo.

 O sonotrodo é a parte ativa da unidade de ultra-som. Ele está em contato com o produto e atua pressionando e transmitindo vibração mecânica contra a ferramenta de apoio. Este sistema irá permitir a fusão das moléculas no interior do produto por ação mecânica, permitindo a obtenção de uma fusão do plástico. O desenho do sonotrodo e do berço de apoio poderá ser adaptado à operação a ser executada.

O que é Solda por Vibração Linear

 A soldagem por vibração linear consiste em gerar calor e fusão plástica através da fricção molecular superficial, este efeito e obtido partir de movimentos mecânicos longitudinais em máquinas de soldagem vibracional que operam com frequências baixas que geralmente estão entre 100 Hz e 240 Hz.

 Normalmente a amplitude do deslocamento pode variar de 1,8 a 4 mm.O tempo de solda pode variar entre 2 e 8 segundos  além do tempo de resfriamento. Apesar de esse tempo ser maior que a soldagem por Fricção rotativa ou por ultrassom, é muito menor que os ciclos de soldagem por placa quente ou por solvente.

  A solda realizada por fricção permite unir praticamente todas as resinas plásticas, tanto amorfas quanto cristalinas, além de, em muitos casos, ser aplicável a materiais não similares, característica importante em comparação aos demais processos de soldagem. Outro diferencial refere-se ao alcance de áreas maiores de soldagem e a união de peças com formas geométricas complexas, dentre elas partes e componentes plásticos utilizados pela indústria automotiva, aeronáutica e naval, tais como pára-choques, painéis frontais, caixas de instrumentos, laterais de portas, caixas e tampas de porta-luvas, porta-objetos, reservatórios de óleo, tampas de válvulas, conjuntos de admissão, painéis internos de aviões, peças de eletrodomésticos e várias outras.

Descrição dos principais componentes de uma máquina de Solda por Vibração.

O que é Solda por HotPlate (placa quente)

 A soldagem por termofusão é o processamento ideal para a montagem de peças plásticas, produzidas das mais variadas maneiras, tais como: injeção, sopro, extrusão, etc.

 Com tal tecnologia a soldagem é fácil, econômica, bastante resistente e hermética. Esta tecnologia tem algumas vantagens sobre as demais (ultra-som, vibração, rádio-freqüência, etc), uma vez que com ela é possível a soldagem de todos os materiais termoplásticos, peças de grande dimensões e com formas geométricas complexas a um preço reduzido.

 Manutenção, ajuste e funcionamento fáceis, fazem estes equipamentos confiáveis e de fácil operação.

 A CEMAS DO BRASIL coloca a disposição do usuário não somente um produto, mas também sua experiência e laboratórios para oferecer aos seus    clientes os melhores resultados possíveis, qualitativa e quantitativamente.

1- Com a prensa aberta a máquina movimenta a placa quente para a posição de soldagem;

2- A prensa é fechada fazendo com que os produtos entrem em contato com a placa aquecida;

3- Depois de terminado o processo de aquecimento dos componentes a prensa se abre;

4- Com a prensa aberta a máquina movimenta a placa quente para a posição de repouso;

5- A prensa é acionada fazendo com que os componentes em estado de fusão sejam soldados na fase de união e resfriamento;

6- Terminada a fase de resfriamento a prensa se abre obtendo-se assim um conjunto soldado por termofusão.

O que é Solda por Laser

 A soldagem de termoplásticos por meio de radiação laser tem em (comum) métodos tradicionais, tais como a colagem ou parafuso, uma série de vantagens.

 

- O Procedimentos é portanto quase sem contato e sem desgaste;

- A energia produzida é encontrada apenas localmente, então apenas ao invés do ponto a ser soldado;

- Produz soldas invisível e são impermeável a água ,ar e gás;

- Como regra geral, sem pré-ou pós-processamento necessário;

- Existe a possibilidade de linhas de solda na geometria tridimensional;

- O derretimento da massa é reduzida ou inexistente;

- Alta reprodutibilidade.

Na maioria do processo de montagem a contribuição da energia nos materiais têm um papel importante. Quer por Condução de calor (por exemplo, chapa quente), através de transmissão (a soldagem a gás quente), atrito (por exemplo, soldagem ultra-som ou vibração), por indução (por exemplo, soldagem electromagnética), calor ou radiação de luz ou radiação laser. 

 A soldagem laser tem um papel cada vez mais importante é necessário um laser-transparente e um laser de absorção de material. Durante o processo de soldagem o raio laser atinge o laser-transparente. Este é irradiado no componente de absorção, a energia do laser é convertida em calor. O plástico absorvente é transformado no estado plástico. O mesmo ocorre com a parte transparente do laser e causa uma pressão de adesão e a transferência termica. Os dois materiais são combinados e após a fusão e resfriamento se convertem e apresentam linhas de solda.
 Na soldagem a laser de materiais plásticos devem atender a alguns requisitos básicos. Para além das propriedades combinados, os polímeros serão soldados e devem ter pontos de fusão que se sobrepõem, e são termicamente destruídos, enquanto o outro ainda não passou para o estado líquido. Outra condição é a compatibilidade da fusão, assim você pode juntar as duas peças. Além deste plástico absorvente deve ser capaz de absorver um comprimento de onda do laser (por exemplo, 800 nm, 940 nm, 1064 nm).

 Os mesmos materiais são mais fáceis para soldar, tais como ABS-ABS ou PP-PP. Se o plástico "tolerar" é possível combinação de materiais diferentes, como ABS PMMA, PP, TPE, ABS TPE entre outros.

O que é Solda por Fricção

 A soldagem por rotação funciona pelo mesmo princípio da soldagem por vibração, através do calor gerado pelo atrito de fricção das peças plásticas. Porém, esse processo é destinado a peças cilíndricas, ocorrendo em movimento circulares. Pode ser aplicado em peças de qualquer diâmetro, como tanques, tubulações e filtros.

 Consiste na fixação da peça inferior e rotação da peça superior sob grande pressão. Quando esse movimento rotacional acaba, mantém-se as duas peças pressionadas uma à outra até que a região de material fundido se resfrie e solidifique, unindo-as.  Quando comparada à soldagem ultra-sônica, oferece grande vantagem quando aplicada a resinas cristalinas, ou em aplicações em que fica muito difícil a fixação da peça inferior. Alguns exemplos de sua utilização são filtros de gasolina, tampa e bocal de reservatório de água, óleo e combustíveis, filtro de água, filtro de sangue e de diálise, bombas e pulmões artificiais.

O que é um Transdutor

 De um modo geral, um transdutor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e vice-versa. Esses transdutores são feitos de materiais piezoelétricos que apresentam um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.

 O efeito piezoelétrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880 e consiste na variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos. O contrário também ocorre, ou seja, a aplicação de pressões. Por exemplo, pressões acústicas que causam variações nas dimensões de materiais piezoelétricos provocam o aparecimento de campos elétricos neles.  Um outro método de gerar movimentos ultra-sônicos é pela passagem de eletricidade sobre metais especiais, criando vibrações e prioduzindo calor intenso durante o uso. Este efeito é chamado de magnetoestritivo.

 Ao se colocar um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas.

 O quartzo e a turmalina, cristais naturais, são piezoelétricos.

 O cristal, para ser usado como transdutor, deve ser cortado de forma que um campo elétrico alternado, quando nele aplicado, produza variações em sua espessura. Dessa variação resulta um movimento nas faces do cristal, originando as ondas sonoras.  Cada transdutor possui uma freqüência de ressonância natural, tal que quanto menor a espessura do cristal, maior será a sua freqüência de vibração.

 O mesmo transdutor que emite o sinal ultra-sônico pode funcionar como detector, pois os ecos que voltam a ele produzem vibração no cristal, fazendo variar suas dimensões físicas que, por sua vez, acarretam o aparecimento de um campo elétrico. Esse campo gera sinais que podem ser amplificados e mostrados em um osciloscópio ou registrador.

O que é um Sonotrodo

 De um modo geral, um transdutor é um dispositivo que converte um tipo de energia em outro. Os transdutores ultra-sônicos convertem energia elétrica em energia mecânica e vice-versa. Esses transdutores são feitos de materiais piezoelétricos que apresentam um fenômeno chamado efeito piezoelétrico.

 O efeito piezoelétrico foi descoberto por Pierre e Jacques Curie em 1880 e consiste na variação das dimensões físicas de certos materiais sujeitos a campos elétricos. O contrário também ocorre, ou seja, a aplicação de pressões. Por exemplo, pressões acústicas que causam variações nas dimensões de materiais piezoelétricos provocam o aparecimento de campos elétricos neles.  Um outro método de gerar movimentos ultra-sônicos é pela passagem de eletricidade sobre metais especiais, criando vibrações e prioduzindo calor intenso durante o uso. Este efeito é chamado de magnetoestritivo.

 Ao se colocar um material piezoelétrico num campo elétrico, as cargas elétricas da rede cristalina interagem com o mesmo e produzem tensões mecânicas.

 O quartzo e a turmalina, cristais naturais, são piezoelétricos.

 O cristal, para ser usado como transdutor, deve ser cortado de forma que um campo elétrico alternado, quando nele aplicado, produza variações em sua espessura. Dessa variação resulta um movimento nas faces do cristal, originando as ondas sonoras.  Cada transdutor possui uma freqüência de ressonância natural, tal que quanto menor a espessura do cristal, maior será a sua freqüência de vibração.

 O mesmo transdutor que emite o sinal ultra-sônico pode funcionar como detector, pois os ecos que voltam a ele produzem vibração no cristal, fazendo variar suas dimensões físicas que, por sua vez, acarretam o aparecimento de um campo elétrico. Esse campo gera sinais que podem ser amplificados e mostrados em um osciloscópio ou registrador.

 

Veja alguns dos modelos já fabricados:

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By Luciano Diniz

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