Termoplastiklerin ultrasonik kaynak özellikleri

Ultrasonik kaynak açısından ürünleri değerlendirirken ilk olarak yapılması gereken hammaddeyi ve onun ısıl özelliklerini incelemektir. Çünkü termoplastiklerin ultrasonik açıdan farklı karakteristikleri vardır. Ultrasonik kaynak sistemlerinde temel prensip titreşim yoluyla plastik malzemeyi erime noktasına getirmek ve uygulanan basınçla birlikte onu yeni bir forma sokmaktır. Bu çoğu zaman iki parçanın birleştirilmesi ve bazen de bir plastik parçanın içine metal bir parçayı yerleştirme şeklinde karşımıza çıkabilir.

Termoplastik malzemeler bu yönüyle ultrasonik kaynak için uygundurlar. Ancak tüm termoplastikler aynı kolaylıkla kaynatılmazlar. Termo plastiklerin ultrasonik kaynak için uygun olup olmamaları onların elastikiyet katsayısına, yoğunluğuna, sürtünme katsayısına, termal iletkenliğine ve erime sıcaklığına bağlıdır. Sert plastikler, titreşimi kolay iletebildikleri için ultrasonik kaynama özellikleri daha iyidir. Yumuşak plastikler, düşük elastikiyet katsayılı oldukları için ultrasonik titreşimleri emerek azaltırlar ve kaynak almaları daha zordur. Ancak noktasal kaynak ya da şekillendirme için yumuşak plastikler daha uygundur.

Ultrasonik kaynak açısından plastikleri amorf ve yarı kristal yapılar olarak 2'ye ayırmak mümkündür. ABS ve SAN gibi amorf yapılarda ultrasonik enerji kolay transfer edilebilir. Çünkü moleküler yapıları rastgele dağılmıştır ve erime sıcaklık aralığı geniştir. Böylece akışkan hale geçmeden önce kademeli olarak yumuşatılabilmektedir. PE ve PP gibi yarı kristalize yapılarda ise uygulanan ultrasonik enerjinin büyük bir kısmı emilir. O nedenle bu tür termo plastiklerde amorf yapılara kıyasla daha fazla enerji vermek gerekir. Ayrıca bu tür malzemelerin akışkan hale geçme eğrileri keskindir ve erime kısa süre içerisinde gerçekleşir. Kolaylıkla şekillendirme yapmaya izin vermezler. Yarı kristalize malzemeleri ultrasonik metod ile kaynatmak için yüksek genlik gerekir. Enerji direktörü ya da kaynak ağzı olarak ifade edilen birleşme noktası tasarımı farklı yapılmalıdır. Alüminyum, çelik ve titanyum horn tasarımı ve üretimi yapılabilmektedir.