Specialisten in Kunststof Lassen

Ultrasoon is de verzamelnaam voor al het geluid boven de gehoorgrens van de mens. In principe wordt die gehoorgrens gesteld op 18 kHz. Een ultrasone trilling wordt gebruikt als energiedrager.  
De energie wordt door de convertor (trilelement) van een elektrische golf omgezet in een mechanische trilling. Daar lucht een hoge weerstand vormt voor een geluidstrilling en energie de weg van de minste weerstand kiest zal de in de convertor opgewekte trillingsenergie zich richting de sonotrode verplaatsen.  
De sonotrode is een gereedschap dat akoestisch zodanig is aangepast dat een maximaal contactvlak met het product ontstaat. De energie kiest op dit punt opnieuw de weg van de minste weerstand en vervolgt zijn weg in het product.

Energie overdracht

In het product wordt een lasnaadconstructie aangebracht. Deze lasnaadconstructie is in principe een versmalling (barrière) van het oppervlak voor de energiestroom. Een barrière betekent weerstand, weerstand betekent warmteontwikkeling. Wanneer de weerstand groot genoeg is de warmteontwikkeling groot genoeg om het smeltpunt van de kunststof te bereiken. Er ontstaat een smelt op het punt waar vooraf een lasnaadconstructie is aangebracht. 
Zodra er een smelt ontstaat neemt de oppervlakte en de absorptie van de energie toe en zal de weerstand voor de golf verminderen. Het smeltproces stopt. Hierdoor loopt de temperatuur niet verder op en wordt verbranding voorkomen. Om de benodigde trillingen te genereren, is een ultrasoon lasmachine nodig. Deze machine bestaat uit verschillende onderdelen (zie figuur).

Sonotrode

Om de hoge frequenties om te zetten in trillingen met eenzelfde frequentie wordt gebruik gemaakt van een trillingselement, ook wel convertor of transducer genoemd. De piëzo- elektrische convertor verandert van lengte ten gevolge van een wisselend voltage.
Om de amplitude van de trillingen die uit de convertor komen te versterken of verzwakken wordt een mechanische tussenversterker of booster gebruikt. De versterkingsfactor van de booster wordt bepaald door de verhouding tussen het oppervlak van de boven en onderkant. Een booster waarvan het contactvlak met de convertor twee maal zo groot is als de onderkant, zal vergeleken met de convertor een twee maal zo grote amplitude leveren.
Om de trillingen over te brengen naar het te lassen product is er nog een onderdeel nodig de sonotrode of horn. Een zeer specialistisch en per productontwerp uniek onderdeel, waarmee de trillingen naar de juiste plekken in het te lassen product worden gestuurd. Bovendien zorgt de sonotrode ervoor dat de trillingen de gewenste amplitude krijgen.

Productopname

Het onderste deel van het te lassen product ligt in een productopname. Dit onderdeel dient ter positionering. Ook zorgt het eventueel voor de geleiding van het bovenste te lassen deel.

De pers

Een veelal (servo)pneumatisch (soms ook hydraulisch of magnetisch of volledig servogestuurd) systeem zorgt ervoor dat de kolom met de transducer, booster en sonotrode, naar beneden komt en daarmee het product samendrukt. Nadat de machine door middel van de trillingen de kunststof delen plaatselijk heeft laten smelten houdt het systeem vervolgens nog even de druk vast totdat de las voldoende is afgekoeld. Daarna komt de kolom weer omhoog en heeft men een ultrasoon gelast kunststof product.

De lasnaadconstructie

Om de kunststofdelen lasbaar te maken moet de scheidingsnaad worden voorzien van een zogenaamde lasnaadconstructie.

Lasnaadconstructies verschillen per product, per toegepaste kunststof. Verder zijn ze afhankelijk van de eisen met betrekking tot:

  • Visuele aspecten
  • Waterdichtheid
  • Gasdichtheid
  • Sterkte

Ultrasoon lasbaarheid 

In de tabel hiernaast zijn de ultrasoon lasbare kunststoffen aangegeven.

 

 

ultrasoon lasmachine schematisch

 

 

lasnaad constructie

 

 

lasnaad constructie

 

lasbaarheid

In the spotlight

Laser welding a flexible solution for welding plastics - continued

If it is possible to use laserwelding for the welding of products, more products can be welded in the same machine and even in the same cycle without setting up the machine over and over again

Follow this link for the blog article