Ultrazvukové svařování nejen plastů
Moderní svařovací technologie ultrazvukového svařování je unikátní v tom, že ke spojení dvou součástí tímto způsobem nejsou zapotřebí žádné šrouby, spojky, hřebíky, pájecí materiály, nebo jiná adheziva.
Tato speciální průmyslová technika využívá ke spojování dvou kusů materiálu pevně přitlačených k sobě fyzikální zákony, přesněji řečeno vysoce-frekvenční akustická chvění. Akustická energie vysílaná sonotrodou vytváří ultrazvukové vibrace, a energie se třením mění na tepelnou. Působením tepla, které vzniká třením na styčných plochách nebo absorpcí ultrazvukové energie v materiálech na místě sváru, dochází v daném místě nejdříve ke změknutí a potom tavení (a tím vzájemnému promíchání styčných materiálů), takže v příslušném kontaktním místě vznikne (po ztuhnutí vrstvy promíšených materiálů) pevná vazba. Proto se přítlačná síla nechává působit ještě po ukončení ultrazvukových kmitů, aby spoj přešel z plastického do tuhého stavu. Obě dvě tyto fáze zaberou obvykle pouhých několik sekund, takže ke spojení částí dochází prakticky okamžitě.
K hlavním výhodám této technologie patří mj. i to, že ačkoli využívá rovněž působení tepla, zařízení nedeformuje materiál.
Od dob svého nástupu na trh k využití v komerčních aplikacích v 90. letech minulého století se technologie ultrazvukového svařování neustále vyvíjí. Spolu s tím se i neustále rozšiřuje spektrum materiálů, které mohou být tímto způsobem spojovány. V počátečních fázích bylo možné ultrazvukem svařovat jen nepružné, protože jejich materiálové vlastnosti umožňovaly účinný přenos akustické energie, která je základem od části k části. V dnešní době se však již běžně tato technologie používá ke svařování téměř veškerých plastů i kovů.
Její použití je velmi všestranné, ale neocenitelnou úlohu má především tam, kde by se těžko aplikovaly jiné technologie a postupy – slouží např. k opravě prasklin a porušených nebo jiným způsobem opotřebovaných forem.
Uplatňuje se i při svařování plastických materiálů a kompozitů, které by s použitím běžných metod byly jen špatně, či vůbec nespojitelné – ultrazvukem lze s vynikajícími výsledky svařovat i polystyren, ABS (standardní i rázuvzdornou verzi tohoto plastu), plexisklo (rovněž včetně jeho zodolněné verze), polykarbonát, PVC, apod. Asi nejčastěji se využívá pro spojování polotovarů a výlisků z termoplastických hmot. Aplikuje se svislá vibrace sonotrody o frekvenci 20 až 50 kHz. Pro každý termoplastický materiál je vhodná určitá optimální amplituda vibrací ultrazvuku
632
