Soldadura ultrasónica - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos

PS, ABS, acrílico, ABS, SAN, PMMA, mezclas de policarbonato / PC, PC, ABS, mezclas, PPS, polisulfona / PSO, PVC y ASA, PPO, PC, PBT, PC, ABS, mezclas de poliéster, PET, Copolímero Nylon (Poliamida 6-3 - T), Poliamida / Nylon 6, 6/6 PBT, PP (con 30% de fibra de vidrio), PE, Poliacetal, PEI.

La higroscopicidad afecta negativamente a la soldabilidad. Si se sueldan partes húmedas, el agua atrapada dentro del material mismo se evapora y hierve cuando la temperatura alcanza el punto de ebullición. Esto crea una condición espumosa en la interfaz de la junta que dificulta la consecución de un sellado hermético y da a las piezas ensambladas un aspecto cosmético pobre. La fuerza del vínculo también se ve comprometida. La Figura 2-4 indica que la humedad resulta en ciclos de soldadura más largos. Las piezas higroscópicas deben soldarse inmediatamente después del moldeado. Si esto no es posible y las piezas deben almacenarse antes del ensamblaje, deben sellarse en bolsas de polietileno con un desecante. Es posible que las piezas almacenadas sin alguna forma de protección contra la humedad deban secarse antes de soldar.

Agentes de desmoldeo Los agentes de desmoldeo generalmente se rocían directamente sobre la superficie de la cavidad del molde y se utilizan para hacer que las piezas se expulsen de la cavidad del molde más fácilmente al reducir la fricción entre la pieza y las paredes de la cavidad. Desafortunadamente, el agente de desmoldeo en las piezas moldeadas reduce la fricción superficial en la interfaz de unión entre las piezas cuando se sueldan. Dado que el proceso de ensamblaje ultrasónico depende de la fricción de la superficie, el uso de agentes de desmoldeo puede ser perjudicial para la soldabilidad. Además, la contaminación química de la resina por el agente de liberación puede inhibir la formación de la unión deseada. Algunos agentes pueden eliminarse de las piezas con una operación de limpieza previa al montaje utilizando disolventes adecuados. Si se debe usar un agente desmoldante, se prefieren los grados que se pueden pintar / imprimir que permiten pintar y serigrafía porque interfieren menos con el ensamblaje ultrasónico y, a menudo, no requieren limpieza previa al ensamblaje. Si es posible, debe evitarse el uso de estearato de zinc, estearato de aluminio, fluorocarbonos y siliconas.

Lubricantes Los lubricantes como ceras, estearato de zinc, ácido esteárico, estearato de aluminio y ésteres grasos se agregan a resinas para mejorar las características de flujo y mejorar la procesabilidad de la resina. Dado que los lubricantes internos no se pueden eliminar y reducirán el coeficiente de fricción en las interfaces de las piezas a soldar, pueden anular todo el proceso ultrasónico.

Plastificantes Los plastificantes se utilizan para aumentar la flexibilidad y la suavidad de un material y tienen tendencia a migrar o regresar a la unión de una pieza soldada después de un período de tiempo, lo que resulta en una unión o unión debilitada. Se prefieren los plastificantes aprobados por la FDA a los plastificantes metálicos, pero se recomienda experimentar antes de la producción.

Rellenos Los rellenos como fibra de vidrio, talco, fibra de carbono y carbonato de calcio se agregan a las resinas para alterar sus propiedades físicas. Por ejemplo, se podría añadir un relleno de vidrio a una resina para mejorar su estabilidad dimensional o la resistencia del material. Los rellenos minerales comunes, como el vidrio o el talco, en realidad pueden mejorar la soldabilidad de los termoplásticos porque mejoran la capacidad de la resina para transmitir energía vibratoria, particularmente para materiales semicristalinos. Un contenido de vidrio del 10% al 20% puede mejorar sustancialmente las propiedades de transmisión de una resina. Debe reconocerse, sin embargo, que existe una relación directa entre la adición de cargas y la mejora de la soldabilidad sólo dentro de un rango cuantitativo prescrito. Cuando los niveles superan el 10% - 20%, pueden surgir otros problemas. Por ejemplo, aunque el contenido de relleno de una pieza acabada puede ser del 30% en peso, el nivel de contenido real moldeado en la junta podría ser mucho mayor. La acumulación de relleno en la interfaz de la junta (conocida como aglomeración o enriquecimiento de relleno) puede volverse tan grave que puede que no haya suficiente resina en la interfaz de la junta para formar una soldadura aceptable. Si la cantidad de relleno en la junta excede el 40%, entonces hay más material no soldable que material soldable. Esto significa que la soldabilidad se vuelve más difícil de lograr de manera consistente y la resistencia general del ensamblaje se ve afectada. Los contenidos de relleno por encima del 20% pueden causar un desgaste excesivo de la bocina y del accesorio que puede requerir herramientas especiales. Debido a la presencia de partículas en la superficie de la resina, puede ser necesario utilizar cuernos de titanio con cara de carburo o acero tratado térmicamente. También puede ser necesario un equipo ultrasónico de mayor potencia para crear suficiente calor en la junta.