Erilaiset muovituotteet vaativat erilaisia muovihitsausprosesseja
Muovituote voidaan tehdä useista materiaaleista tai komponenteista. Komponenttien yhdistämiseksi voidaan käyttää mekaanisia kiinnittimia, liimoja ja hitsausprosesseja. Kolmesta yhdistämismenetelmistä hitsausprosessilla on paras vaikutus, ja hitsausmuotoja on erilaisia. Erilaisia hitsausprosesseja voidaan käyttää eri materiaalien, kokojen ja käyttötarkoitusten mukaan.
Mekaaniset kiinnittimet, liimat ja hitsausprosessit voivat kaikki liittyä kahteen tekniseen muoviin. Mekaaniset kiinnittimet voivat kytkeä nämä kaksi komponenttia nopeasti, mutta liitos on vuodonkestävä, ja paikallinen rasitus voi myös aiheuttaa polymeerimateriaalin erottamisen.
Liimat voivat tarjota hyviä ominaisuuksia ja muodostaa liitoksia erinomaisella vuodonkestävällä toiminnalla. Liimoja on kuitenkin vaikea käsitellä ja niitä on hidas parantaa. Samalla, kun liimaa käytetään liimaamiseen, sauman valmistelu ja pinnan puhtaus ovat tarpeen.
Hitsaus voi tuottaa hyvin sidos sauman, jonka mekaaniset ominaisuudet ovat lähellä kantamateriaalin ominaisuuksia. Muovihitsaus rajoittuu lämpömuovipolymeeriin, koska lämpömuovimateriaaleja voidaan pehmentää kuumentamalla. Kovetteen jälkeen lämpöpolymeereja ei voi pehmentää kuumentamalla. Metalleihin verrattuna lämpömuovipolymeerit vaativat hitsaukseen vähemmän lämpöä.
Muovihitsausprosessit voidaan jakaa kahteen luokkaan:
1. Mekaaninen liikkuva hitsausprosessi: ultraäänihitsaus, kitkahitsaus ja tärinähitsaus.
2. Ulkoinen lämmityshitsausprosessi: keittolevyhitsaus, kuumakaasuhitsaus ja implanttihitsaus.
Ultraäänihitsaus
Ultraäänihitsaus käyttää mekaanista korkeataajuista tärinää saumojen muodostamiseen. Koottavat osat kiinnitetään värähtelevän hitsauspään ja paineen alaiset kiinteän hitsauspään väliin ja sitten suoraan kosketuspintaan, ja ne saavat ultraäänivärähtelyä 20–40KHz:n taajuudella. Vuorotteleva korkeataajuuksinen rasitus tuottaa lämpöä liitosliitännässä laadukkaan hitsin muodostamiseksi. Tässä prosessissa käytetyt työkalut ovat erittäin kalliita, joten on asianmukaista käyttää, kun tuotantomäärä on suuri.
Tämä hitsausmenetelmä soveltuu vain pieniin osiin, joiden hitsauspituus on enintään muutama senttimetri. Käyttöalueisiin kuuluvat hitsausventtiilit ja monipäisten koneiden lääkinnällisten laitteiden, laatikoiden, autonosien, pölynimurikoteloiden jne.
Kitkahitsaus
Thermoplastic kitkahitsauksen (jota kutsutaan myös "spinhitsaaminen") periaatteeksi on sama kuin metallihitsauksen. Tässä hitsausprosessissa yksi substraatti on kiinteä ja toista alustaa kierretään hallitulla kulmanopeudella. Kun osat painetaan yhteen, kitkalämpö saa polymeerin sulamaan, ja jäähdytyksen jälkeen muodostuu hitsaus. Tärkeimmät hitsausparametrit ovat: pyörimisnopeus, kitkapaine, taontapaine, hitsausaika ja sulamispituus.
Kitkahitsaus voi tuottaa erinomaisen hitsauslaadun, hitsausprosessi on yksinkertainen ja toistettavuus vahvaa. Yksinkertaisen prosessinsa vuoksi se soveltuu kuitenkin vain sovelluksiin, joissa vähintään yksi osa on pyöreä eikä vaadi kulmatasausta.
Tärinähitsaus
Tärinähitsausta kutsutaan myös lineaarisen kitkahitsauksena. Kaksi lämpömuoviosaa hankaavat toisiaan vasten sopivalla paineella, taajuudella ja amplitudilla, kunnes polymeerin sulattamiseen syntyy riittävästi lämpöä. Tärinän lakaisemisen jälkeen osat ovat linjassa keskenään ja sula polymeeri kiinteytyy hitsauksen muodostamiseksi. Tärinähitsaus on samanlainen kuin spin-hitsaus, ero on siinä, että liike on lineaarinen pyörimisen sijaan. Tämä hitsausmenetelmä on erittäin nopea, tärinätaajuus on yleensä 100–240 Hz ja amplitudi 1–5 mm.
Tämän hitsausprosessin tärkein etu on, että se voi hitsata suuria ja monimutkaisia lineaarisia osia suurella nopeudella. Muita etuja ovat: kyky hitsata useita osia samanaikaisesti, hitsaustyökalut ovat yksinkertaisia, ja lähes kaikki thermoplastiset materiaalit, mukaan lukien ruiskuvaluosat, suulakepuristeet, puhallusmuovatut osat, ärtyneet osat, vaahdotut osat ja leimatut osat, voidaan hitsata. Niitä käytetään pääasiassa auto- ja kodinkoneteollisuudessa.
