Lima Faktor Yang Mempengaruhi Pengelasan Ultrasonik Yang Berhasil
1. Frekuensi pengelasan
Frekuensi pengelasan tipikal berkisar dari rentang 40kHz hingga kisaran 15kHz. Berbagai parameter aplikasi akan menentukan peralatan dan frekuensi terbaik untuk mencapai pengelasan yang optimal untuk bagian-bagiannya.
Misalnya, untuk rakitan kecil dan halus (papan sirkuit tercetak, komponen mikroelektronika, dll.) Dengan toleransi dekat, frekuensi yang lebih tinggi (misalnya, 40kHz) lebih cocok karena tekanan yang diterapkan dan getaran ultrasonik dapat diminimalkan, bersamaan dengan penandaan Permukaan kelas A.
Frekuensi rendah (misalnya, 15kHz) sangat cocok untuk komponen berukuran sedang hingga besar dan juga memungkinkan pengelasan banyak plastik yang lebih lunak dengan jarak medan jauh yang lebih besar (lebih banyak di bawah ini) daripada yang sering dimungkinkan dengan sistem frekuensi yang lebih tinggi.
Frekuensi 20kHz adalah frekuensi ultrasonik yang paling umum digunakan untuk perakitan plastik dan menawarkan fleksibilitas maksimum, karena cocok untuk berbagai aplikasi dan komponen termoplastik.
2. Pertimbangan materi
Sesuai dengan prinsip dasar perakitan ultrasonik seperti diuraikan di atas, termoplastik dapat dirakit secara ultrasonik karena mereka meleleh dalam kisaran suhu tertentu; sedangkan bahan thermosetting - yang mengalami degradasi saat dipanaskan - tidak cocok untuk perakitan ultrasonik.
Kemampuan las termoplastik apa pun tergantung pada kekakuan atau modulus elastisitas, kepadatan, koefisien gesekan, konduktivitas termal, panas spesifik dan Tm atau Tg.
Secara umum, plastik kaku menunjukkan sifat pengelasan medan jauh yang sangat baik karena mereka dengan mudah mentransmisikan energi getaran. Plastik lunak, memiliki modulus elastisitas rendah, melemahkan getaran ultrasonik dan, dengan demikian, lebih sulit untuk dilas.
Dalam pengelasan staking, forming atau spot, yang terjadi adalah sebaliknya. Secara umum, semakin lembut plastik, semakin mudah untuk memasang, membentuk atau mengelas tempat.
Sebagai aturan, resin diklasifikasikan sebagai amorf atau kristal. Energi ultrasonik ditransmisikan dengan mudah melalui resin amorf, yang karenanya siap untuk pengelasan ultrasonik. Resin kristal, di sisi lain, tidak mudah mentransmisikan energi ultrasonik. Untuk alasan ini, ketika pengelasan resin kristal, amplitudo dan tingkat energi yang lebih tinggi harus digunakan, dan pertimbangan khusus harus diberikan pada desain sambungan.
Variabel yang selanjutnya dapat memengaruhi kemampuan las adalah kadar air, zat pelepas cetakan, pelumas, plastisator, bahan penguat pengisi, pigmen, penghambat api dan bahan tambahan lainnya, bersama dengan tingkat resin aktual.
Demikian juga, penting untuk menentukan tingkat kompatibilitas bahan yang dilas bersama. Material tertentu memiliki tingkat kompatibilitas tertentu, tetapi tidak semua grade dan komposisi mungkin kompatibel, dan beberapa tidak kompatibel sama sekali.
3. Dampak desain bersama
Mungkin aspek paling penting dari pengelasan ultrasonik adalah desain bersama (konfigurasi dua permukaan kawin). Ini harus dipertimbangkan ketika bagian yang akan dilas masih dalam tahap desain dan kemudian dimasukkan ke bagian yang dibentuk. Ada berbagai desain bersama, masing-masing dengan fitur dan keunggulan spesifik. Seleksi mereka ditentukan oleh faktor-faktor seperti jenis plastik, geometri bagian, persyaratan pengelasan, kemampuan pemesinan dan pencetakan dan penampilan kosmetik.
4. Perkakas dan perlengkapan
Sulit untuk melebih-lebihkan pentingnya tanduk dan perlengkapan untuk mencapai pengelasan ultrasonik yang efektif.
Dulu ada persepsi di industri bahwa tanduk dan perlengkapan untuk aplikasi tertentu perlu disediakan oleh pabrik yang sama dari apa pun pengelasan yang digunakan. Saat ini, para insinyur memahami bahwa mereka bebas untuk bergaul dan mencocokkan: Perkakas terbaik untuk pekerjaan itu tidak harus memiliki nama yang sama dengan yang ada di media, selama frekuensi pengelasan cocok.
Opsi material fabrikasi perkakas meliputi aluminium, titanium, baja yang dikeraskan, dan stainless steel. Faktor-faktor seperti jenis plastik yang dilas, ukuran dan konfigurasi sambungan, kekuatan las dan / atau daya tahan akan menentukan bahan terbaik untuk pekerjaan itu. Misalnya, untuk meningkatkan umur panjang, baja yang dikeraskan bisa menjadi pilihan yang baik.
Desain fixture yang baik juga sangat penting. Fixture memiliki dua tujuan utama: untuk meluruskan bagian-bagian di bawah tanduk dan untuk mendukung langsung di bawah area lasan. Dukungan ini juga termasuk memantulkan energi ultrasonik kembali ke bidang las, itulah sebabnya perlengkapan sering kali dibuat dari logam.
Untuk menambah kekuatan dan daya tahan, permukaan karbida atau pelapisan krom dapat diterapkan. Perlengkapan dan alat berkontur untuk bagian yang tidak beraturan dapat dirancang khusus, bersama dengan perangkat periferal untuk menjepit, menahan dan meluruskan bagian yang berlawanan. Perlengkapan yang tersegmentasi dan dapat disesuaikan juga dapat dibangun untuk memastikan pas dengan bagian plastik yang dicetak.
5. Parameter pengelasan
Selama proses pengelasan itu sendiri, tergantung pada jenis sistem yang digunakan, berbagai parameter pengelasan mempengaruhi hasilnya. Ini termasuk amplitudo / tekanan, kekuatan pemicu dan batas toleransi, tergantung pada apakah pengelasan dilakukan berdasarkan waktu, energi atau jarak.
Pengaturan amplitudo digunakan untuk menentukan amplitudo getaran. Penyesuaian amplitudo dan pengaturan tekanan yang baik sering dapat dilakukan pada pengontrol yang memberi daya pada pers, sementara penyesuaian besar dapat dilakukan melalui penggunaan booster dan kontrol tekanan.
Pengaturan tekanan gaya pemicu menentukan tekanan yang perlu dicapai untuk memicu ultrasonik. Penyesuaian parameter ini dengan pengaturan, seperti pengatur waktu tunda, mode pra-pemicu, dan pengaturan gaya / tekanan, dapat memengaruhi berapa lama komponen bersentuhan sebelum ultrasonik benar-benar aktif.
Pengaturan waktu, seperti waktu pengelasan (durasi waktu di mana getaran ultrasonik benar-benar diterapkan pada bagian-bagian) dan waktu penahanan (durasi untuk tekanan dipertahankan untuk memastikan ikatan yang tepat dari bagian-bagian, setelah waktu pengelasan yang sebenarnya dan dengan ultrasonik off sehingga lasan bisa mendingin), selanjutnya mempengaruhi kapan dan berapa lama ultrasonik harus tetap hidup.
Demikian juga, beberapa sistem akan memungkinkan pengguna untuk menentukan pengaturan energi - dengan batas dan pulsa kalibrasi, misalnya - sementara beberapa juga akan memungkinkan pengaturan jarak - seperti tambahan, pra-pemicu, absolut dan batas.
Seperti yang dapat dilihat, banyak bagian yang bergerak, jika Anda mau, ikut bermain selama proses pengelasan ultrasonik. Manipulasi parameter-parameter ini dapat berarti perbedaan antara lasan yang berhasil dan lasan yang tidak efektif atau tanduk yang retak.
