Pengantar Pengelasan Ultrasonik Plastik

Pengelasan ultrasonik adalah metode merekatkan dua bagian yang terbuat dari bahan yang sama atau bahan kimia yang kompatibel menggunakan getaran ultrasonik frekuensi tinggi yang menciptakan las solid state di antara keduanya. Keuntungan menggunakan teknik ini dengan plastik adalah bahwa dalam hitungan detik ikatan kuat, gas dan air yang kuat terbentuk tanpa sekrup, lem, benang, solder atau jenis bahan pengikat lainnya. Bagian yang telah dilas tidak perlu dibiarkan dalam jig untuk perawatan, membuatnya segera dapat digunakan dalam jalur otomatisasi. Pengelasan plastik ultrasonik adalah proses ramah lingkungan yang mengkonsumsi sangat sedikit energi sekaligus menghasilkan lasan yang hemat biaya, permanen, dan bersih. Proses ini digunakan dalam industri listrik, komputer, otomotif, kedirgantaraan, medis, dan pengemasan, untuk beberapa nama.

Mesin las ultrasonik terdiri dari rakitan transduser yang disebut tumpukan. Ini terdiri dari tiga komponen:  sonotrode, booster, dan klakson las. Sonotrode adalah sumber getaran. Di dalamnya ada piringan keramik piezoelektrik yang diapit di sekitar pelat logam yang dijepit erat ke silinder titanium. Listrik frekuensi tinggi kemudian diumpankan melalui kabel dari modul daya sistem. Karena ini tidak menghasilkan getaran yang cukup untuk mendapatkan suhu leleh untuk sebagian besar resin termoplastik, booster digunakan untuk memperkuat getaran input ke rasio yang diperlukan untuk proses pengelasan. Tanduk las mentransfer energi dalam getaran ke benda kerja termoplastik. Tanduk las dirancang agar sesuai dengan kontur benda kerja tertentu. Ini melemahkan getaran ke nilai tertentu dan menerapkan gaya yang diperlukan untuk membuat proses bekerja.

Proses pengelasan ini bergantung pada plastik yang digunakan melunak tetapi tidak meleleh, sehingga paling cocok untuk termoplastik dan bukan polimer termoset. Kebanyakan termoplastik memiliki struktur amorf dengan beberapa derajat kristalinitas, artinya ada beberapa area yang memiliki struktur teratur. Termoplastik melunak pada berbagai suhu dan memiliki suhu transisi gelas. Polimer termoset adalah kristal dan memiliki titik leleh yang berbeda. Polimer kristal akan tetap padat sampai mencapai titik lelehnya dan kemudian meleleh sekaligus. Termoplastik amorf juga memiliki berat jenis yang lebih rendah, kekuatan tarik dan modulus tarik yang lebih rendah, keuletan dan kekuatan impak yang lebih tinggi, serta ketahanan mulur yang lebih rendah dibandingkan dengan kebanyakan polimer kristalin. Misalnya, ABS, akrilik, polikarbonat, dan PVC adalah polimer amorf dengan sedikit atau tanpa struktur kristal. Plastik ini sangat cocok untuk pengelasan ultrasonik. Pengelasan ultrasonik dua bagian yang terbuat dari bahan plastik yang sama biasanya akan mendapatkan hasil terbaik. Namun, dalam beberapa kasus, dua termoplastik yang berbeda dapat dilas menggunakan ultrasonik, misalnya ketika bahannya kompatibel secara kimia dan memiliki titik leleh yang sama. Salah satu kombinasi terbaik dari plastik untuk jenis pengelasan ini adalah ABS dan akrilik.

Polimer seperti PE, PP, PE dan PIA berbentuk kristal dan cenderung menyerap getaran sebelum energi dari tukang las ultrasonik dapat melewati lokasi las. Oleh karena itu sulit untuk menggabungkan semua ini menggunakan jenis pengelasan ini. Salah satu kombinasi yang paling sering diminta adalah polietilen dan polipropilen, tetapi keduanya bersifat kristalin dan tidak kompatibel secara kimia.

Pengelasan sonik digunakan untuk membuat korek api butana, mainan, pipet, dan kateter intravena. Bagian atas sepatu atletik sering dibuat menggunakan pengelasan ultrasonik daripada jahitan atau perekatan. Proses pembuatan peralatan rumah tangga membutuhkan banyak bagian plastik untuk disatukan. Contoh proses ini termasuk tampilan layar pada panel depan mesin cuci dan dua bagian roda pompa. Di industri otomotif, ada ratusan kegunaan untuk pengelasan sonik termasuk mengelas bersama bagian lampu belakang, kluster instrumen, dan bumper. Ada laporan bahwa Apple ingin menggunakan teknik ini untuk membuat earbud mereka, setelah berhasil menggunakan proses tersebut pada beberapa produk mereka yang lain. Ini akan memberikan tampilan yang lebih ramping pada earbud.

Mencari cara lain untuk merekatkan plastik yang berbeda? Lihat panduan gratis kami untuk merekatkan plastik!