SONOTRONIC GmbH
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Ultrasuoni
Tecnologia di giunzione ecologica ed efficiente dal punto di vista energetico
La tecnologia a ultrasuoni, rispetto ad altri processi termici, è veloce, efficiente ed ecologica nella lavorazione di termoplastici, film e tessuti. I nostri prodotti sono utilizzati in tutti i settori della lavorazione delle materie plastiche, come ad esempio gli interni e gli esterni delle automobili, la filtrazione, l'igiene, i tessuti tecnici, l'imballaggio, ma anche nella tecnologia ambientale.
Come funzionano gli ultrasuoni?
La frequenza degli ultrasuoni viene generata in un generatore. Il generatore converte la tensione di rete in alta tensione ad alta frequenza e la trasmette all'unità di oscillazione, che consiste nel convertitore, nel booster (pezzo di trasformazione dell'ampiezza) e nel sonotrodo (utensile di saldatura). Il convertitore converte elettrostaticamente la tensione in ingresso in oscillazioni meccaniche della stessa frequenza e le trasmette al pezzo in lavorazione attraverso il booster e il sonotrodo. L'assorbimento delle vibrazioni provoca un attrito interfacciale e molecolare nella zona di giunzione o separazione quando si applica la pressione e le vibrazioni meccaniche vengono introdotte verticalmente. Il risultato è un riscaldamento locale del materiale del pezzo nella zona di giunzione. Questa plasticizzazione consente di saldare uno o più pezzi in continuo o a cicli, di punzonare, rivettare o goffrare.
Inoltre, gli ultrasuoni offrono un'altra applicazione nella tecnologia ambientale con il trattamento dei biosolidi: invece di un riscaldamento locale, gli ultrasuoni creano intense bolle di cavitazione nei liquidi. L'implosione delle bolle di cavitazione influisce sul liquido e quindi converte o sterilizza meglio, ad esempio, la massa biologica.
Il generatore di ultrasuoni produce le oscillazioni elettriche degli ultrasuoni: A tal fine, aumenta la tensione di rete da 230 volt a circa 1.200 volt. Inoltre, il generatore aumenta la frequenza della tensione alternata da 50 hertz a 20.000-35.000 hertz. Il generatore trasferisce la frequenza all'unità di oscillazione, che consiste in un convertitore, un booster (pezzo di trasformazione dell'ampiezza) e un sonotrodo.
Il convertitore trasforma le oscillazioni elettriche in ingresso in oscillazioni meccaniche della stessa frequenza. Attraverso il booster, che mantiene inalterata o amplifica l'oscillazione meccanica, questa raggiunge il sonotrodo. Il sonotrodo è lo strumento di saldatura vero e proprio; si muove da 20.000 a 35.000 volte al secondo di pochi micrometri e introduce le vibrazioni ultrasoniche nel pezzo.
Quando le vibrazioni meccaniche vengono introdotte verticalmente e viene applicata una pressione, la plastica assorbe le vibrazioni nella zona di giunzione. Questo attrito nell'interfaccia e nelle molecole provoca un riscaldamento locale nella zona di giunzione del materiale, in modo che uno o più pezzi possano essere saldati, rivettati, tagliati o punzonati a ultrasuoni.
Tecnologie
Saldatura a ultrasuoniRegistrazione alla formazione
Offriamo corsi di formazione per l'utilizzo qualificato delle nostre tecnologie e macchine presso la sede dell'azienda a Karlsbad, via webinar o presso la vostra sede.
Qual è la frequenza degli ultrasuoni?
Gli ultrasuoni sono vibrazioni meccaniche con una frequenza compresa tra 16 kHz e 1 GHz. I suoni al di sotto dei 20 kHz sono percepibili dall'uomo e vengono pertanto definiti suoni uditivi. Le frequenze superiori a 500 kHz sono ipersoniche. Per l'uso industriale nella lavorazione delle materie plastiche, gli ultrasuoni possono essere utilizzati nella gamma di basse frequenze da 20 kHz a 100 kHz. I sistemi a ultrasuoni di SONOTRONIC funzionano a 20 kHz, 30 kHz o 35 kHz.
Quali materie plastiche possono essere trattate con gli ultrasuoni?
Le materie plastiche sono costituite da idrocarburi polimerizzati. Le macromolecole delle plastiche sono più o meno aggrovigliate l'una accanto all'altra e non sono reticolate (termoplastiche), debolmente reticolate (elastomeri) o fortemente reticolate (termoindurenti). (Fonte: www.kunststoffe.de)
I termoplastici (plastomeri) sono le uniche materie plastiche saldabili
I termoplastici sono materie plastiche che possono essere formate entro un certo intervallo di temperatura. Ciò avviene riscaldandole fino allo stato fuso. Inoltre, la deformazione può essere ripetuta tutte le volte che si desidera (in modo reversibile) mediante raffreddamento e riscaldamento. I termoplastici sono utilizzati principalmente per lo stampaggio a iniezione e l'estrusione. I termoindurenti e gli elastomeri non possono essere saldati con gli ultrasuoni.
I termoplastici si dividono in amorfi e semicristallini
Le materie plastiche le cui molecole non sono disposte in reticoli cristallini regolari sono definite amorfe (in greco: senza forma). Le plastiche parzialmente cristalline presentano nella loro struttura morfologica regioni cristalline e amorfe ordinate (fonte: Plastics basics).
Plastiche amorfe
Le plastiche amorfe sono generalmente dure e hanno un coefficiente di trasmissione favorevole per le vibrazioni ultrasoniche (oscillazioni). Per questo motivo, è possibile portare l'energia introdotta alla giunzione su distanze maggiori. La lavorazione delle plastiche amorfe richiede meno energia rispetto alle plastiche semicristalline.
Molecole dei filamenti dei termoplastici amorfi
Esempi di termoplastici amorfi
ABS (Acrilonitrile butadiene stirene )
- Porta dell'auto
- Pannello degli strumenti
- Spoiler
- Coprimozzi
PMMA (Poli(metacrilato di metile))
- Riflettori sulle ruote delle biciclette
- Dischi degli aerei
- Bite splint in odontotecnica
- Segnaletica stradale
PC (Policarbonato)
- Lenti di occhiali
- CD
- Visiere (maschere da sci o caschi)
ASA (Acrilonitrile stirene acrilato)
- Parti di rivestimento esterno (auto)
- Porte di garage
- Alloggiamento del condizionatore d'aria

Plastiche semicristalline
Le plastiche semicristalline sono polimeri le cui molecole tendono a disporsi in "blocchi di costruzione" di una struttura cristallina nella fase di transizione tra stato liquido e solido. Hanno un coefficiente di trasmissione sfavorevole per le vibrazioni ultrasoniche, per cui non è possibile effettuare saldature in campo lontano o solo in modo condizionato.
Molecole di filamenti di termoplastici semicristallini
Esempi di termoplastici semicristallini
PA (Poliammide)
- Alloggiamento della lampada
- Tubo del carburante nell'automobile
- Serbatoio di espansione nell'automobile
- Pedale dell'acceleratore/freno nell'automobile
POM (Poliossimetilene)
- Serbatoi
- Maniglie nei mobili
- Accessori da cucina
- Griglie per altoparlanti
PP (Polipropilene)
- Caschi per biciclette
- Pellicole/imballaggi nell'industria alimentare
- Paraurti
PE (Polietilene)
- Pellicole/imballaggi nell'industria alimentare
- Parti semplici stampate a iniezione come taniche o tubi
- Busti ortopedici
