ประเภทการเชื่อมพลาสติก

การเชื่อมพลาสติกเป็นการเชื่อมสำหรับวัสดุพลาสติกกึ่งสำเร็จรูป และอธิบายไว้ใน ISO 472 ว่าเป็นกระบวนการในการรวมพื้นผิวของวัสดุที่อ่อนตัวเข้าด้วยกัน โดยทั่วไปโดยใช้ความร้อน (ยกเว้นการเชื่อมด้วยตัวทำละลาย)การเชื่อมเทอร์โมพลาสติกทำได้สำเร็จในสามขั้นตอนตามลำดับ ได้แก่ การเตรียมพื้นผิว การใช้ความร้อนและความดัน และการทำให้เย็นลง

การเชื่อมแก๊สร้อน

การเชื่อมด้วยแก๊สร้อนหรือที่เรียกว่าการเชื่อมด้วยลมร้อนเป็นเทคนิคการเชื่อมพลาสติกโดยใช้ความร้อนปืนความร้อนที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ เรียกว่าเครื่องเชื่อมด้วยลมร้อน จะสร้างกระแสลมร้อนที่ทำให้ทั้งสองส่วนที่จะต่อและแท่งพลาสติกอ่อนลง ซึ่งทั้งหมดต้องเป็นพลาสติกชนิดเดียวกันหรือคล้ายกันมาก(การเชื่อม PVC กับอะคริลิกเป็นข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้)

การเชื่อมด้วยลมร้อน/แก๊สเป็นเทคนิคการผลิตทั่วไปสำหรับการผลิตสินค้าขนาดเล็ก เช่น ถังเคมี ถังเก็บน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และอุปกรณ์ประปา

ในกรณีของใยและฟิล์ม ห้ามใช้แท่งฟิลเลอร์พลาสติกสองแผ่นถูกให้ความร้อนผ่านแก๊สร้อน (หรือตัวทำความร้อน) จากนั้นจึงรีดเข้าด้วยกันซึ่งเป็นกระบวนการเชื่อมที่รวดเร็วและสามารถทำได้อย่างต่อเนื่อง

การเชื่อมปลายความเร็ว

ด้วยความเร็วการเชื่อม เครื่องเชื่อมพลาสติกซึ่งมีรูปลักษณ์และกำลังวัตต์คล้ายกับหัวแร้ง จะติดตั้งท่อป้อนสำหรับแกนเชื่อมพลาสติกปลายความเร็วจะให้ความร้อนแก่ก้านและวัสดุพิมพ์ ขณะเดียวกันก็กดแท่งเชื่อมหลอมเหลวให้เข้าที่วางลูกปัดพลาสติกอ่อนลงในข้อต่อและชิ้นส่วนและฟิวส์แกนเชื่อมสำหรับพลาสติกบางประเภท เช่น โพลีโพรพีลีน ลวดเชื่อมที่หลอมละลายจะต้อง "ผสม" กับวัสดุฐานกึ่งละลายที่กำลังถูกประดิษฐ์หรือซ่อมแซมเทคนิคการเชื่อมเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และมีการใช้มานานกว่า 50 ปีโดยผู้ผลิตและช่างซ่อมพลาสติกมืออาชีพในระดับสากลวิธีการเชื่อมแบบ Speed ​​Tip เป็นเทคนิคการเชื่อมที่เร็วกว่ามาก และเมื่อฝึกฝนแล้วจะสามารถนำไปใช้ในมุมที่คับแคบได้หัวแร้งความเร็ว “ปืน” รุ่นหนึ่งนั้นเป็นหัวแร้งที่มีปลายแบนกว้างที่สามารถใช้เพื่อละลายรอยเชื่อมและวัสดุตัวเติมเพื่อสร้างพันธะ

การเชื่อมแบบอัดขึ้นรูป

การเชื่อมแบบอัดรีดช่วยให้สามารถประยุกต์การเชื่อมที่ใหญ่กว่าได้ในการเชื่อมครั้งเดียวเป็นเทคนิคที่นิยมใช้ในการเชื่อมวัสดุที่มีความหนามากกว่า 6 มม.ลวดเชื่อมถูกดึงเข้าไปในเครื่องอัดรีดพลาสติกขนาดจิ๋วที่ถือด้วยมือ จากนั้นจึงทำให้เป็นพลาสติก และบีบออกจากเครื่องอัดรีดกับชิ้นส่วนที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งจะถูกทำให้อ่อนลงด้วยไอพ่นลมร้อนเพื่อให้เกิดการเชื่อมติดกัน

ติดต่อเชื่อม

สิ่งนี้เหมือนกับการเชื่อมแบบจุด ยกเว้นว่าความร้อนจะมาพร้อมกับการนำความร้อนของปลายคีมแทนการนำไฟฟ้าชิ้นส่วนพลาสติกสองชิ้นจะถูกนำมารวมกันโดยที่ปลายที่ได้รับความร้อนจะถูกบีบ ละลายและรวมชิ้นส่วนเข้าด้วยกันในกระบวนการ

การเชื่อมแผ่นความร้อน

ที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมแบบสัมผัส เทคนิคนี้ใช้ในการเชื่อมชิ้นส่วนขนาดใหญ่ หรือชิ้นส่วนที่มีรูปทรงรอยเชื่อมที่ซับซ้อนชิ้นส่วนทั้งสองที่จะเชื่อมจะถูกวางไว้ในเครื่องมือที่ติดอยู่กับแท่นพิมพ์ทั้งสองที่อยู่ตรงข้ามกันแผ่นให้ความร้อนที่มีรูปร่างตรงกับรูปทรงรอยเชื่อมของชิ้นส่วนที่จะเชื่อม จะถูกย้ายไปยังตำแหน่งระหว่างทั้งสองส่วนเพลตที่อยู่ตรงข้ามกันทั้งสองจะเคลื่อนชิ้นส่วนให้สัมผัสกับเพลตร้อนจนกระทั่งความร้อนทำให้ส่วนต่อประสานกับจุดหลอมเหลวของพลาสติกนิ่มลงเมื่อบรรลุสภาวะนี้ แผ่นความร้อนจะถูกถอดออก และชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกอัดเข้าด้วยกันและยึดไว้จนกว่ารอยเชื่อมจะเย็นลงและแข็งตัวอีกครั้งเพื่อสร้างการยึดเหนี่ยวถาวร

โดยทั่วไปอุปกรณ์การเชื่อมแผ่นความร้อนจะถูกควบคุมด้วยระบบนิวแมติก ไฮดรอลิก หรือไฟฟ้าด้วยเซอร์โวมอเตอร์

กระบวนการนี้ใช้ในการเชื่อมชิ้นส่วนใต้ฝากระโปรงรถยนต์ ส่วนประกอบตกแต่งภายในรถยนต์ อุปกรณ์กรองทางการแพทย์ ส่วนประกอบเครื่องใช้ไฟฟ้า และส่วนประกอบภายในรถยนต์อื่นๆ

การเชื่อมด้วยความถี่สูง

การเชื่อมด้วยความถี่สูงหรือที่รู้จักในชื่อ Dielectric Sealing หรือ Radio Frequency (RF) Heat Sealing เป็นเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ซึ่งมีมาตั้งแต่ปี 1940คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงในช่วงความถี่วิทยุสามารถให้ความร้อนแก่โพลีเมอร์บางชนิดเพื่อทำให้พลาสติกอ่อนตัวลงสำหรับการเชื่อมพลาสติกที่ให้ความร้อนภายใต้แรงดันจะเชื่อมเข้าด้วยกันความร้อนถูกสร้างขึ้นภายในโพลีเมอร์โดยการปรับทิศทางอย่างรวดเร็วของไดโพลสารเคมีบางชนิดของโพลีเมอร์ ซึ่งหมายความว่าการให้ความร้อนสามารถกำหนดเฉพาะจุดได้ และกระบวนการนี้สามารถดำเนินต่อไปได้อย่างต่อเนื่อง

การเชื่อมแบบเหนี่ยวนำ

เมื่อฉนวนไฟฟ้า เช่น พลาสติก ถูกฝังอยู่กับวัสดุที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง เช่น โลหะหรือคาร์บอนไฟเบอร์ ก็สามารถดำเนินการเชื่อมแบบเหนี่ยวนำได้เครื่องเชื่อมประกอบด้วยขดลวดเหนี่ยวนำที่จ่ายกระแสไฟฟ้าด้วยความถี่วิทยุสิ่งนี้จะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่กระทำกับชิ้นงานที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหรือเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าในชิ้นงานที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ผลของความร้อนหลักคือการให้ความร้อนแบบต้านทาน ซึ่งเกิดจากกระแสเหนี่ยวนำที่เรียกว่ากระแสไหลวนการเชื่อมแบบเหนี่ยวนำของวัสดุเทอร์โมพลาสติกเสริมคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในชิ้นงานที่เป็นเฟอร์โรแมกเนติก พลาสติกสามารถเชื่อมแบบเหนี่ยวนำได้โดยการผสมด้วยสารประกอบที่เป็นโลหะหรือเฟอร์โรแมกเนติก เรียกว่า ซัคเซพเตอร์ตัวรับเหล่านี้จะดูดซับพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากขดลวดเหนี่ยวนำ เกิดความร้อน และสูญเสียพลังงานความร้อนไปยังวัสดุโดยรอบโดยการนำความร้อน

การเชื่อมแบบฉีด

การเชื่อมแบบฉีดจะคล้ายกัน/เหมือนกันกับการเชื่อมแบบอัดขึ้นรูป ยกเว้นเมื่อใช้ปลายบางอย่างกับเครื่องเชื่อมแบบมือถือ ก็สามารถสอดปลายเข้าไปในรูที่มีตำหนิพลาสติกขนาดต่างๆ แล้วปะติดจากด้านในออกได้ข้อดีคือไม่จำเป็นต้องเข้าถึงด้านหลังของรูที่มีข้อบกพร่องทางเลือกอื่นคือแผ่นปะ ยกเว้นว่าไม่สามารถขัดแผ่นปะกับพลาสติกที่อยู่รอบๆ เดิมให้มีความหนาเท่ากันได้PE และ PP เหมาะสมที่สุดสำหรับกระบวนการประเภทนี้การฉีด Drader คือตัวอย่างของเครื่องมือดังกล่าว

การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก

ในการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก การสั่นสะเทือนที่มีแอมพลิจูดต่ำความถี่สูง (15 kHz ถึง 40 kHz) ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างความร้อนโดยการเสียดสีระหว่างวัสดุที่จะนำมาเชื่อมส่วนต่อประสานของทั้งสองส่วนได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อรวมพลังงานเพื่อความแข็งแรงในการเชื่อมสูงสุดอัลตราโซนิกสามารถใช้ได้กับวัสดุพลาสติกเกือบทั้งหมดเป็นเทคโนโลยีการปิดผนึกด้วยความร้อนที่เร็วที่สุดที่มีอยู่

การเชื่อมด้วยแรงเสียดทาน

ในการเชื่อมแบบเสียดทาน ทั้งสองชิ้นส่วนที่จะประกอบจะถูกถูเข้าด้วยกันที่ความถี่ต่ำกว่า (โดยทั่วไปคือ 100–300 Hz) และแอมพลิจูดที่สูงกว่า (โดยทั่วไปคือ 1 ถึง 2 มม. (0.039 ถึง 0.079 นิ้ว)) กว่าการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกแรงเสียดทานที่เกิดจากการเคลื่อนไหวรวมกับแรงกดหนีบระหว่างทั้งสองส่วนทำให้เกิดความร้อนซึ่งเริ่มละลายบริเวณสัมผัสระหว่างทั้งสองส่วนณ จุดนี้ วัสดุที่เป็นพลาสติกจะเริ่มก่อตัวเป็นชั้นที่พันกัน ซึ่งส่งผลให้เกิดการเชื่อมที่แข็งแกร่งเมื่อการสั่นสะเทือนเสร็จสิ้น ชิ้นส่วนต่างๆ จะยังคงยึดติดกันจนกว่ารอยเชื่อมจะเย็นลง และพลาสติกที่หลอมละลายจะแข็งตัวอีกครั้งการเคลื่อนที่ของแรงเสียดทานอาจเป็นแบบเส้นตรงหรือแบบวงโคจร และการออกแบบข้อต่อของทั้งสองส่วนจะต้องทำให้เกิดการเคลื่อนไหวดังกล่าว

การเชื่อมแบบหมุน

การเชื่อมแบบหมุนเป็นรูปแบบหนึ่งของการเชื่อมแบบเสียดทานด้วยกระบวนการนี้ ส่วนประกอบหนึ่งที่มีรอยเชื่อมแบบกลมจะถูกยึดให้อยู่กับที่ ในขณะที่ส่วนประกอบผสมพันธุ์จะถูกหมุนด้วยความเร็วสูงและกดเข้ากับส่วนประกอบที่อยู่นิ่งแรงเสียดทานในการหมุนระหว่างส่วนประกอบทั้งสองทำให้เกิดความร้อนเมื่อพื้นผิวที่เชื่อมเข้าสู่สถานะกึ่งหลอมเหลว ส่วนประกอบที่หมุนอยู่จะหยุดลงทันทีแรงที่กระทำต่อส่วนประกอบทั้งสองจะคงอยู่จนกว่ารอยเชื่อมจะเย็นลงและแข็งตัวอีกครั้งนี่เป็นวิธีทั่วไปในการผลิตล้อพลาสติกสำหรับงานต่ำและปานกลาง เช่น สำหรับของเล่น รถเข็นช้อปปิ้ง ถังขยะรีไซเคิล เป็นต้น กระบวนการนี้ยังใช้เพื่อเชื่อมช่องเปิดต่างๆ เข้ากับชิ้นส่วนใต้ฝากระโปรงรถยนต์อีกด้วย

การเชื่อมด้วยเลเซอร์

เทคนิคนี้ต้องการให้ส่วนหนึ่งส่งผ่านไปยังลำแสงเลเซอร์ และอีกส่วนหนึ่งเป็นแบบดูดซับหรือเคลือบที่ส่วนต่อประสานเพื่อดูดซับลำแสงทั้งสองส่วนถูกกดดันในขณะที่ลำแสงเลเซอร์เคลื่อนที่ไปตามเส้นเชื่อมลำแสงจะผ่านส่วนแรกและถูกดูดซับโดยอีกส่วนหนึ่งหรือสารเคลือบเพื่อสร้างความร้อนเพียงพอที่จะทำให้ส่วนต่อประสานอ่อนตัวลงทำให้เกิดรอยเชื่อมถาวร

โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ไดโอดเซมิคอนดักเตอร์จะใช้ในการเชื่อมพลาสติกความยาวคลื่นในช่วง 808 นาโนเมตรถึง 980 นาโนเมตรสามารถใช้เพื่อเชื่อมวัสดุพลาสติกต่างๆ เข้าด้วยกันต้องใช้ระดับพลังงานตั้งแต่น้อยกว่า 1W ถึง 100W ขึ้นอยู่กับวัสดุ ความหนา และความเร็วกระบวนการที่ต้องการ

การเชื่อมด้วยตัวทำละลาย

ในการเชื่อมด้วยตัวทำละลาย จะใช้ตัวทำละลายซึ่งสามารถละลายโพลีเมอร์ได้ชั่วคราวที่อุณหภูมิห้องเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น สายโซ่โพลีเมอร์จะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในของเหลวและสามารถปะปนกับสายโซ่ที่ละลายในทำนองเดียวกันในส่วนประกอบอื่นได้เมื่อให้เวลาเพียงพอ ตัวทำละลายจะซึมผ่านโพลีเมอร์และออกสู่สิ่งแวดล้อม ส่งผลให้โซ่สูญเสียความคล่องตัวสิ่งนี้จะทิ้งมวลของแข็งของโซ่โพลีเมอร์ที่พันกันซึ่งถือเป็นการเชื่อมด้วยตัวทำละลาย

เทคนิคนี้มักใช้ในการเชื่อมต่อท่อ PVC และ ABS เช่นเดียวกับท่อประปาในครัวเรือนการ “ติดกาว” แบบจำลองพลาสติก (โพลีคาร์บอเนต โพลีสไตรีน หรือ ABS) เข้าด้วยกันก็เป็นกระบวนการเชื่อมด้วยตัวทำละลายเช่นกัน