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Ultrasonido

Tecnología de conexión respetuosa con el medio ambiente y energéticamente eficiente

En comparación con otros procesos térmicos, la tecnología de ultrasonidos es rápida, eficaz y respetuosa con el medio ambiente a la hora de procesar termoplásticos, películas y tejidos. Nuestros productos se utilizan en todas las industrias de procesamiento de plásticos, por ejemplo, en el interior y el exterior del automóvil, en la filtración, en la higiene, en los textiles técnicos y en los envases, pero también en la tecnología medioambiental.

¿Cómo funcionan los ultrasonidos?

La frecuencia ultrasónica se genera en un generador. El generador convierte la tensión de la red en alta tensión de alta frecuencia y la transmite a la unidad oscilante, formada por el convertidor, el booster (pieza de transformación de la amplitud) y el sonotrodo (herramienta de soldadura). El convertidor convierte electrostáticamente la tensión entrante en oscilaciones mecánicas de la misma frecuencia y las transmite a través del amplificador y el sonotrodo a la pieza. Al absorber las vibraciones, se crea una fricción interfacial y molecular en la zona de unión o separación cuando se aplica la presión y las vibraciones mecánicas se introducen verticalmente. El resultado es un calentamiento local del material de la pieza en la zona de unión. Esta plastificación permite soldar de manera continua o por ciclos, troquelar, remachar o estampar una o varias piezas.

Además, los ultrasonidos ofrecen otra aplicación en la tecnología medioambiental con el tratamiento de los biosólidos: en lugar de un calentamiento local, los ultrasonidos generan intensas burbujas de cavitación en los líquidos. La implosión de las burbujas de cavitación afecta al líquido y así convierte o esteriliza mejor, por ejemplo, la masa biológica.

El generador de ultrasonidos produce las vibraciones eléctricas de los ultrasonidos: Para ello, eleva la tensión de red de 230 voltios a unos 1.200 voltios. Además, el generador aumenta la frecuencia de la tensión alterna de 50 hercios a entre 20.000 y 35.000 hercios. La transfiere a la unidad oscilante, que consta de un convertidor, un booster (pieza de transformación de amplitud) y un sonotrodo.

El convertidor transforma las vibraciones eléctricas entrantes en vibraciones mecánicas de la misma frecuencia. A través del amplificador, que mantiene la misma oscilación mecánica o la amplifica, llega al sonotrodo. El sonotrodo es la herramienta de soldadura propiamente dicha, se mueve entre 20.000 y 35.000 veces por segundo en unos pocos micrómetros e introduce las vibraciones ultrasónicas en el componente.

Cuando las vibraciones mecánicas se introducen verticalmente y se aplica presión, el plástico absorbe las vibraciones en la zona de unión. Esta fricción en la interfaz y las moléculas provoca un calentamiento local en la zona de unión del material, de modo que una o varias piezas pueden soldarse, remacharse, cortarse o troquelarse con ultrasonidos.

Tecnologías

Soldadura por ultrasonidos
Sellado y corte por ultrasonidos
Sellado de costura por rueda
Corte por ultrasonidos
Troquelado por ultrasonidos
Remachar a ultrasonidos
Estampado por ultrasonidos
Termofijado por ultrasonidos
Lavado por ultrasonidos
Desintegración por ultrasonidos

Formación

Ofrecemos formación para el uso cualificado de nuestras tecnologías y máquinas en la sede de la empresa en Karlsbad, a través de un seminario web o en sus instalaciones.

¿Cuál es la frecuencia de los ultrasonidos?

Los ultrasonidos son una vibración mecánica con una frecuencia de 16 kHz a 1 GHz. El sonido por debajo de los 20 kHz es perceptible para el ser humano, por lo que se denomina sonido auditivo. Las frecuencias superiores a 500 kHz son hipersónicas. Para el uso industrial en el procesamiento de plásticos, los ultrasonidos pueden utilizarse en el rango de baja frecuencia de 20 kHz a 100 kHz. Los sistemas de ultrasonidos de SONOTRONIC funcionan a 20 kHz, 30 kHz o 35 kHz.

 

¿Qué plásticos se pueden procesar con ultrasonidos?

Los plásticos están formados por hidrocarburos polimerizados. Las macromoléculas de los plásticos están más o menos enredadas entre sí y no están reticuladas (termoplásticos), están débilmente reticuladas (elastómeros) o fuertemente reticuladas (termoestables). (Fuente: www.kunststoffe.de)

 

Los termoplásticos (plastómeros) son los únicos plásticos soldables

Los termoplásticos son plásticos deformables dentro de un determinado rango de temperaturas. Esto se hace calentando hasta el estado de fusión. Además, la deformación puede repetirse tantas veces como se desee (de forma reversible) mediante enfriamiento y recalentamiento. Los termoplásticos se utilizan principalmente para piezas moldeadas por inyección y piezas extruidas. Los termoestables y los elastómeros no se pueden soldar con ultrasonidos.
 

Los termoplásticos se dividen en plásticos amorfos y semicristalinos

Los plásticos cuyas moléculas no están dispuestas en redes cristalinas regulares se describen como amorfos (griego = sin forma). Los parcialmente cristalinos son plásticos que tienen zonas ordenadas, cristalinas y amorfas en su estructura morfológica (fuente: Conocimientos básicos de plásticos).
 

Plásticos amorfos

Los plásticos amorfos suelen ser duros y tienen un coeficiente de transmisión favorable para las vibraciones ultrasónicas. Por esta razón, es posible llevar la energía introducida a mayores distancias hasta la costura. Se necesita menos energía para procesar los plásticos amorfos en comparación con los semicristalinos.

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Moléculas de filamentos de termoplásticos amorfos

Ejemplos de termoplásticos amorfos

ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno)
  • Puerta del coche
  • Cuadro de mandos
  • Spoiler
  • Tapacubos
PMMA (Metacrilato)
  • Reflectores en las ruedas de las bicicletas
  • Discos para aviones
  • Las férulas de mordida en la técnica dental
  • Señales de tráfico
PC (Policarbonato)
  • Lentes de gafas
  • CDs
  • Viseras (gafas de esquí o cascos)
ASA (Acrilnitrilo-Estirol-Copolímero)
  • Piezas de revestimiento exterior (coche)
  • Puertas de garaje
  • Carcasa del aire acondicionado
Beispiele für mit Ultraschall schweissbare amorphe Thermoplaste

 

 

 

Plásticos semicristalinos

Los plásticos parcialmente cristalinos son polímeros cuyas moléculas tienden a organizarse en "bloques de construcción" de una estructura cristalina en la fase de transición entre el estado líquido y el sólido. Tienen un coeficiente de transmisión desfavorable para las vibraciones ultrasónicas, por lo que no es posible la soldadura de campo lejano o solo de forma limitada.

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Moléculas de filamentos de termoplásticos semicristalinos

Ejemplos de termoplásticos semicristalinos

PA (Poliamida)
  • Carcasa de la lámpara
  • Línea de combustible en el coche
  • Depósito de expansión en el coche
  • Pedal de acelerador/freno en el coche
POM (Polioximetileno)
  • Tanques
  • Tiradores para muebles
  • Accesorios de cocina
  • Rejillas para altavoces
PP (Polipropileno)
  • Cascos de bicicleta
  • Películas/envases en la industria alimentaria
  • Parachoques
PE (Polietileno)
  • Películas/envases en la industria alimentaria
  • Piezas sencillas moldeadas por inyección, como botes o tubos
  • Corsés ortopédicos
Beispiele für mit Ultraschall schweissbare teilkristalline Thermoplaste

 

 

 

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