Ultrazvuk
1.2.2019

Zváranie ultrazvukom? Áno, aj to táto technológia dokáže

Na dosiahnutie požadovaného výsledku sú pri ultrazvukovom zváraní najdôležitejšie mechanické vysokofrekvenčné vlny. Tie v dôsledku molekulárneho trenia vytvárajú teplo, ktoré materiály rozohreje natoľko, že je ich spojenie oveľa jednoduchšie.

Ultrazvuková zváračka sa skladá zo štyroch základných častí. Dôležitý je zdroj, ktorý premení nízkofrekvenčnú elektrinu (50-60 Hz) na vysokofrekvenčnú (20-40 kHz). Menič následne túto elektrinu transformuje na ultrazvuk, pričom zosilňovač vibrácie vysokofrekvenčného zvuku zvyšuje. Ultrazvukové vlnenie sa následne prostredníctvom sonotródy dostáva k materiálom, ktoré treba spojiť.

how stuff works
Zdroj: How Stuff Works

Okrem samotného zariadenia treba dbať aj na tvar nákovy (priestor, na ktorom sú materiály položené), ktorá taktiež vplýva na kvalitu zvárania.

Výhody

Dôvodov, prečo sa rozhodnúť pre ultrazvukové zváranie, je hneď niekoľko. Medzi najväčšie výhody nepochybne patrí reprodukovateľnosť. To znamená, že na rozdiel od klasického zvárania sú pri ultrazvuku všetky zvary rovnaké a dajú sa viackrát opakovať.

Reprodukovateľnosť zvarov je veľkou výhodou napríklad pre elektrotechnický a automobilový priemysel, kde sa vyžaduje veľkoobjemová výroba rovnakých dielov.

vyhody ultrazvukoveho zvarania
Okrem reprodukovateľnosti sa v týchto odvetviach uplatňujú aj ďalšie benefity. V moderných automobiloch sa nachádza približne šesť kilometrov káblov, ktoré treba na určitých miestach precízne a pevne spojiť. K tomu taktiež často poslúži ultrazvuková metóda, ktorá navyše udržiava vodivé schopnosti káblov. Obzvlášť v priemysle sa dbá na odolnosť zvarov a aj na zachovanie tejto vlastnosti je ultrazvuk vhodnou technológiou.

Oproti klasickému zváraniu je ultrazvuk popredu aj v šetrnosti a bezpečnosti. Na jednej strane sa úspornosť týka spotreby elektrickej energie a na strane druhej je technológia šetrná aj voči životnému prostrediu. Čo sa týka bezpečnosti, tá súvisí s tým, že pri zváraní sa nepoužíva otvorený oheň.

bezpecnejsie ultrazvukove zvaranie
Spomedzi ďalších výhod spomenieme ešte to, že ide o rýchly a jednoduchý proces, ktorý dosahuje vizuálne pekné spojenie materiálov.

Materiály

Jediná nevýhoda ultrazvukového zvárania súvisí práve s materiálmi. Keďže ultrazvuk dokáže vytvoriť zvar s hrúbkou približne jeden milimeter, nedá sa použiť pri veľmi hrubých materiáloch.

Najvhodnejšími sú tenké kovy, drôty či termoplasty (PP, PE, PVC alebo PET), ktoré pri zahriatí ľahko menia svoj tvar. Okrem týchto materiálov je bežné aj zváranie textílií. Ultrazvukom sa často spájajú tkaniny, rúno či flís.

materialy ultrazvukoveho zvarania
Za dôležitú informáciu však považujeme, že dobrá kvalita zvárania si žiada, aby boli materiály rovnaké alebo prinajmenšom podobné. Ak však chcete spojiť dva rozdielne materiály, musíte medzi ne vložiť nejaký dodatočný materiál.

Príkladom je výroba športových topánok značky New Balance. V tomto prípade bolo potrebné spojiť syntetický semiš so sieťovanou časťou. Aby sa to podarilo, pri výrobe sa medzi tieto dva materiály vkladá jemná fólia, ktorá spojenie uľahčí.

vyroba sportovych topanok
A aj napriek doplňujúcemu kroku sa to spoločnosti oplatí. Ako uvádza produktový developer New Balance Kenneth Straka, ultrazvuková metóda je oproti predchádzajúcim metódam oveľa efektívnejšia, čím šetria čas a zvyšujú produkciu.

Páči sa vám článok?