PROJETO DE JUNTA ROBUSTA PARA SOLDAR ULTRASSÔNICA DE DISPOSITIVOS MÉDICOS
Embora o conceito de soldagem ultra-sônica seja simples, o processo de projetar uma junta robusta e desenvolver um processo de soldagem efetivo pode ser bastante complexo. Normalmente, ele começa com um design de junta nominal, um design de chifre e ninho e o ganho do acoplador de energia para obter a amplitude de vibração nominal nas superfícies soldadas. Em seguida, o processo itera entre adaptar a geometria da junta e otimizar os parâmetros do processo de solda (ganho do acoplador de energia, envelope de energia e energia, pressão e duração).
Para criar uma boa solda, as peças devem fazer contato inicial em uma área relativamente pequena em comparação com a área de solda acabada. Isso permite o início do derretimento logo após as vibrações ultra-sônicas serem aplicadas.
Existem duas abordagens comuns para criar a pequena área de contato inicial: uma articulação de direção-energia e uma articulação de cisalhamento.
Um diretor de energia é um recurso moldado na parte inferior da parte superior. O diretor de energia é triangular em seção, com a ponta do triângulo fornecendo o contato inicial entre as duas partes. O diretor de energia concentra a energia vibracional em uma pequena área de contato.
Uma junta de cisalhamento fornece resistência e pode ser usada para criar uma vedação hermética. As peças são projetadas para interferir inicialmente em uma pequena área. À medida que as vibrações ultrassônicas são aplicadas e a buzina pressiona as partes, a parte superior se funde na parte inferior. Muitas geometrias articulares são possíveis, mas todas usam uma maneira de fornecer uma pequena área de contato inicial para a solda.
Otimizando o Processo
Desenvolver uma junção soldada por ultrassom não é uma ciência exata. Cada peça e cada solda tem suas características individuais. Fazer o projeto conjunto e o processo de soldagem trabalharem juntos exigirá alguma iteração. Primeiro, determine o que a articulação precisa fazer e como você medirá sua força e funcionalidade. Você pode realizar testes de tração e cisalhamento ou teste de vazamento pressurizado, além da inspeção visual da solda.
Depois de desenvolver uma geometria de junta inicial, faça um conjunto de protótipos de peças nas dimensões nominais e prepare, talvez, mais dois conjuntos com ajustes diferentes (mais apertados ou mais soltos, por exemplo), mantendo as outras dimensões iguais. Uma abordagem para um conjunto em forma de disco de duas partes que telescopam juntas pode ser usar a mesma identificação na parte externa e variar o diâmetro externo na parte interna para um ajuste mais apertado ou mais solto. Ajuste o design e execute mais testes até ter uma junta que seja bem soldada.
Quando você tiver conseguido um projeto conjunto e um processo de soldagem que funcionem juntos, você pode esperar uma limpeza consistente e soldas rápidas no processo de montagem de seu dispositivo médico.
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