La physique des ultrasonsEffets utilisés › Echauffement des matériaux

L'assemblage de matériaux thermofusibles

L'assemblage par ultrasons est l'un des procédés les plus utilisés dans l'industrie des pièces thermofusibles :

 

  • plastiques (polyester, polyamide, polypropylène, acrylique ou l'ensemble de ces fibres mélangées à la hauteur d'au moins 50% avec des fibres naturelles : coton, viscose...)
  • textiles à base de fibres synthétiques (tissées et non-tissées)
  • textiles de fibres en matériaux spéciaux (fibre de carbone, de verre, d'aramide)

Principe

Les principales caractéristiques de l'assemblage ultrasons sont la propreté du résultat obtenu et la rapidité d'exécution. La durée du process peut-être inférieure à la seconde pour le soudage par point.

 

Le principe de l'assemblage consiste à associer une pression d'appui à la vibration ultrasonore. L'énergie ultrasons, compte tenu des caractéristiques des matériaux, produit un échauffement intense dans la matière. Elle fusionne à l'interface de l'assemblage. Aucun agent de soudage n'est nécessaire. La force de pression est produite manuellement ou par un vérin. L'amplitude de vibration de la sonotrode requise pour souder dépend du matériau et de la forme géométrique de la sonotrode. Les matériaux semi-cristallins requièrent en général de plus hautes amplitudes (25-50 μm) que les matériaux amorphes (10-30 μm).

 

L'amplitude nécessaire est généralement confirmée par des essais et réglages successifs du matériel.

Différents types d'assemblage

Le choix du profil de la sonotrode et du contre-outil permettent d'obtenir une multitude d'effets.

 

En plaçant un contre outil plat, une action de soudage est obtenue. Il s'agit de fournir une énergie de coupe suffisante pour couper sans effort trop important afin d'éviter de délaminer le matériau (fibre de carbone). Le soudage s'effectue sur des matériaux dont l'épaisseur est limitée à quelques millimètre.
Avec un contre outil possédant un angle faible, le système réalise une coupe seule ou du poinçonnage.
Si l'angle du contre outil est faible, il s'agit d'une coupe soudante, permettant d'éviter l'effilochage de la lisière des fibres textiles.
L'assemblage ultrasons est aussi mis en œuvre pour le soudage en continu grâce à des outils ultrasons rotatifs, généralement pour des matériaux minces. La vitesse de soudage dans ce cas peut varier de quelques mètres à plus de deux cents mètres par minute. La puissance mise en œuvre pour les systèmes ultrasons est ajustée à la vitesse de défilement du produit, à la densité du matériau et à son épaisseur.

 

 

Les avantages de cette technologie de soudage sont :

 

  • Netteté et propreté de la soudure, de la découpe, pas de brûlure, d'effilochage
  • Découpe sans effort
  • Réalisation de marquage avec contre-outils appropriés
  • Rapidité d'exécution

    Lire aussi :

    Produits : Soudage, découpe


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