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Che cos'è la saldatura a vibrazione?

La saldatura a vibrazione lineare muove fisicamente uno dei due componenti sul piano orizzontale  sotto pressione, creando calore attraverso l'attrito superficiale che fonde e salda le parti. Rispetto alla saldatura a ultrasuoni, le saldatrici a vibrazione operano con frequenze molto più basse, ampiezze più elevate e una forza di serraggio molto maggiore. La saldatura a vibrazione lineare è progettata con guide elettromagnetiche prive di usura e senza necessità di  lubrificazione tipiche  dei cuscinetti.

Vibration Welding Process

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Come funziona la saldatura a vibrazione?

Stadi di saldatura a vibrazione

La saldatura a vibrazione è un processo efficace per l'unione di materiali termoplastici, basato sul principio dell'attrito. Durante la saldatura, il movimento lineare reciproco delle parti genera calore per attrito alle superfici di contatto, innescando il processo di fusione del materiale. Ecco come si sviluppa il processo:

  1. Il movimento lineare di una parte contro un'altra genera attrito tra le due superfici, producendo calore sul giunto.
  2. I pezzi iniziano a fondere in corrispondenza del giunto. L'elevato calore generato dall'alta velocità di taglio provoca un'ulteriore fusione e uno strato fuso più spesso. Quando lo strato fuso si ispessisce, la viscosità aumenta e la velocità di taglio diminuisce, riducendo il riscaldamento. La pressione sulle parti in fusione favorisce il flusso del fluido per creare il giunto.
  3. Il processo di saldatura viene interrotto quando il giunto ha raggiunto la sua resistenza ottimale. Ciò è indicato quando le parti fondono a una velocità pari alla portata del flusso verso l'esterno del giunto.
  4. Mantenendo la pressione sul giunto, il materiale si risolidifica, formando un legame molecolare.

Vantaggi della saldatura a vibrazione

La saldatura a vibrazione offre una serie di benefici significativi che la rendono una scelta eccellente per molteplici applicazioni industriali.

Grazie alla sua tecnologia avanzata, questa metodologia garantisce tempi di saldatura estremamente rapidi, con processi che possono essere completati in soli 20 secondi di tempo ciclo, ottimizzando così i cicli produttivi.

Inoltre, si distingue per l'alta efficienza energetica, caratteristica che la rende una soluzione ecologica rispetto ad altri metodi di saldatura. Le macchine utilizzate per la saldatura a vibrazione sono note per la loro longevità, oltre 15 anni, a seconda delle condizioni di utilizzo e della manutenzione.

Un altro vantaggio significativo è la capacità di cambio rapido degli utensili, che permette di eseguire più pezzi per ciclo o in successione senza interruzioni significative, aumentando la flessibilità e la produttività. Questo metodo garantisce inoltre che le superfici in mostra non vengano marcate, mantenendo l'aspetto estetico del prodotto finito.

La precisione è un altro punto di forza della saldatura a vibrazione: l'accuratezza dimensionale da pezzo a pezzo è costante, assicurando una qualità uniforme su larga scala. Le saldature realizzate con questa tecnica sono non solo estremamente resistenti ma anche capaci di formare saldature ermetiche, ideali per applicazioni che richiedono un alto livello di tenuta.

Infine, la saldatura a vibrazione si realizza su piani di saldatura 2D, estendendo ulteriormente le possibilità di applicazione e permettendo di lavorare con una varietà ancora maggiore di forme e dimensioni.

Per quali materiali è ideale la saldatura a vibrazione?

La saldatura a vibrazione si rivela particolarmente efficace per un'ampia varietà di materiali termoplastici, inclusi quelli caricati fino al 45%. Questa tecnica è versatile anche nella lavorazione di materiali dissimili che presentano punti di fusione compatibili, così come nei confronti di materiali compositi. Tra i materiali che possono essere efficacemente assemblati mediante la saldatura a vibrazione troviamo:

  • Resine amorfe quali ABS/PC (Acrilonitrile Butadiene Stirene/Polycarbonate), PVC (PoliVinilCloruro), PMMA (Polimetilmetacrilato) o PES (Polieteresolfone).
  • Materiali semicristallini come HDPE (Polietilene ad alta densità), PA (Poliammide), PP (Polipropilene) e TEO (Poliolefina termoplastica).

Inoltre, le saldatrici a vibrazione sono capaci di unire supporti fibrorinforzati, tra cui fibre di legno, fibre tessili o poliuretano a fibra lunga. Questi possono essere uniti direttamente, per effetto meccanicoo attraverso un rivestimento superficiale composito, offrendo così ulteriori opzioni per applicazioni ingegneristiche avanzate. 

Scarica la Guida alla compatibilità dei materiali

Applicazioni industriali della saldatura a vibrazione

La saldatura a vibrazione si adatta a diverse applicazioni industriali, grazie alla sua capacità di unire materiali termoplastici in modo rapido ed efficace. Questo metodo trova impiego in vari settori, ognuno dei quali beneficia delle sue specifiche proprietà di saldatura.

Scarica la Guida al confronto dei processi

Applicazioni nell'industria automobilistica

Nel settore automobilistico, la saldatura a vibrazione è utilizzata per assemblare pannelli porta, collettori di aspirazione, cruscotti, fanali e lenti, serbatoi di fluidi, sottoporta e altri componenti interne ed esterne. La capacità di unire grandi superfici in tempi brevi rende questa tecnica ideale per la produzione in serie tipica di questo settore.

Utilizzi nel settore aerospaziale

Nell'aerospaziale, la saldatura a vibrazione permette di realizzare componenti che richiedono un'alta precisione e resistenza. Viene impiegata per assemblare parti di interni di aerei, componenti di cabina e altri elementi strutturali come condotti HVAC, valvole di deviazione dell'aria, sistemi di illuminazione interna e vani portaoggetti sopraelevati che necessitano di un'elevata integrità strutturale.

Soluzioni per elettrodomestici e prodotti di consumo

Per gli elettrodomestici e altri prodotti di consumo, questa tecnica è spesso utilizzata per unire parti in plastica di grandi elettrodomestici, cartucce toner, carter di attrezzi per il giardinaggio e altri utensili elettrici. La saldatura a vibrazione assicura un assemblaggio robusto e duraturo, essenziale per la longevità dei prodotti utilizzati quotidianamente.

Applicazioni nel settore medicale

Nel campo medicale, la saldatura a vibrazione è fondamentale per la produzione di dispositivi medicali , come componenti utilizzati per dialisi, strumenti di raccolta bisogni fisiologici, nebulizzatori, filtri, unità di somministrazione endovenosa, strumenti chirurgici e altro ancora . La capacità di creare giunzioni ermetiche è particolarmente apprezzata per garantire la sterilità e la sicurezza dei dispositivi medicali .