La soldadura por ultrasonidos se emplea principalmente para soldar termoplásticos y puede ser usada para fabricar distintos tipos de productos, que van desde juguetes, hasta envases o piezas para automóviles.
Para aplicar esta técnica, es necesario seguir algunas consideraciones en cuanto al equipo y a los materiales, algo crucial para llevar a cabo su correcta aplicación. Por eso, a continuación, te explicaremos cuál es el principio físico que fundamenta este método, sus aplicaciones y te mencionaremos cuáles son los plásticos más usados.
¿Qué es el ultrasonido?
El sonido es la vibración que se propaga en el espacio como una onda acústica, a través de algún medio como el agua o aire. Por ejemplo, cuando se tocan las cuerdas de una guitarra, se crean oscilaciones de presión y aire que se expanden en ondas en cualquier dirección.
Con el ultrasonido, las ondas sonoras tienen una alta frecuencia (desde 20 kHz a 1 GHz), por lo que los humanos no tenemos la capacidad para percibirlas. Este tipo de tecnología se utiliza en el campo de la medicina y en el sector de la industria.
Para la soldadura, se emplean frecuencias de 20 a 70 kHz. Este rango de frecuencia no es perceptible por el oído humano, ya que este solo puede captar de 16 Hz a 20 kHz. Cuando las oscilaciones sobrepasan este intervalo de frecuencia, se perciben como vibraciones.
La soldadura por ultrasonido para plásticos funciona poniendo en contacto las ondas ultrasónicas con el material. En este caso, las moléculas de dicho material comienzan a moverse, produciendo fricción entre sí. Esto produce energía en forma de calor, logrando que los materiales se fundan.
El sistema de soldadura por ultrasonido
Ahora bien, para llevar a cabo la soldadura por ultrasonido se emplea un sistema integrado por componentes activos y componentes pasivos. Los activos producen las ondas sonoras, las dirigen y las introducen en el material a soldar, mientras que los pasivos las absorben y sostienen las piezas en la posición.
Como componentes activos están el generador de ultrasonido, convertidor, transformador de amplitud (amplificador o acoplador de amplitud) y el sonotrodo (herramienta de soldadura). Los elementos pasivos están integrados por el alojamiento y el yunque.
Estos son los componentes básicos. Pero hay que destacar que estos equipos pueden variar según la geometría de la pieza, el tipo de plástico, la duración del ciclo, etc. Principalmente, porque el material del sonotrodo y su número también variarán.
Asimismo, se ajusta la frecuencia de vibración y la potencia del sistema, que cambia dependiendo del plástico que se vaya a soldar. Cabe destacar, que para juntar dos materiales, necesariamente tienen que ser compatibles químicamente. De no ser así, aunque los dos materiales se fundan, no existirá un enlace molecular.
Ejemplos de aplicaciones soldadas por ultrasonido
La soldadura por ultrasonido puede usarse para fabricar diversos tipos de piezas. Una de las ventajas que proporciona esta técnica, es que se pueden unir piezas sin emplear componentes auxiliares tales como tornillos o pegamentos. Gracias a esto, se pueden realizar juguetes, envases, soldar piezas de automóviles, etc. A continuación, detallaremos algunas de sus aplicaciones más populares:
- Integrar membranas de filtro en componentes médicos.
- Remachar materiales de diferente especie, por ejemplo, para las bolsas de aire.
- Soldar piezas hechas por moldeo de inyección, tales como piezas de automoción.
- Incrustar cuero en otros tejidos, como, por ejemplo, en la fabricación de filtros de aire del automóvil.
- Incrustar conexiones hembra en imanes para el accionamiento de sensores.
Materiales más utilizados en la soldadura
La soldadura por ultrasonido es muy usada en la industria del plástico para juntar piezas. Los plásticos más empleados son el polietileno, PVC, polipropileno, el policarbonato, entre otros.
- PP (polipropileno): se emplea para fabricar envases, textiles, tuberías y componentes para automóviles. Es un material de bajo coste, con buena capacidad de absorción de energía acústica, por lo cual es muy sencillo de soldar.
- PE (polietileno): al igual que el polipropileno, este termoplástico se usa para muchas aplicaciones, principalmente para fabricar envases. También tiene buena capacidad de absorción de energía acústica.
- PC (policarbonato): se emplea para fabricar lentes, componentes automotrices, pantallas, cáscaras de equipos electrónicos. Posee una buena capacidad de absorción de energía acústica y es bastante resistente.
- PVC (policloruro de vinilo): es muy usado para fabricar tuberías, puertas y ventanas. Es sencillo de soldar y de bajo coste.
- ABS (acrilonitrilo butadieno estireno): se usa principalmente para fabricar juguetes, cáscaras de equipos electrónicos, etc. Puede transmitir las vibraciones de alta frecuencia, lo cual favorece la fusión y unión de los materiales.
- PA (poliamida): también llamado nylon, es un material muy versátil usado en múltiples aplicaciones, entre ellas la fabricación de ropa, componentes electrónicos, piezas de autos, etc. Tiene un alto punto de fusión y buena capacidad para transmitir vibraciones ultrasónicas.
- PET (polietileno tereftalato): se emplea para fabricar envases y botellas, además de otros productos de consumo. Este material tiende a absorber humedad, por lo que para aplicar esta técnica hay que realizar pruebas antes de realizar la soldadura final.
Soldadura por ultrasonido en metales
La soldadura por ultrasonido se emplea principalmente con termoplásticos. Por lo general, no se utiliza en metales, ya que no son buenos para transmitir vibraciones ultrasónicas, las cuales son indispensables para que se genere la fusión de los materiales. Aunque, hay algunas técnicas de soldadura por ultrasonido que se pueden usar para soldar metales como el titanio, cobre y aluminio.
Con el fin de ofrecer a nuestros clientes los mejores acabados en sus productos, ofrecemos algunos servicios, entre ellos la soldadura por ultrasonido. Todo esto con la finalidad de satisfacer todos sus requerimientos y que obtenga excelentes resultados.
