Можно ли сваривать ультразвуком биопластики и компостируемые пластики

Упаковка, посуда и одноразовые изделия переходят на компостируемые материалы, и PLA, PBAT и их смеси всё чаще попадают на посты ультразвуковой сварки.

Они свариваются, но ведут себя иначе

Хрупкость. PLA не вязок и чувствителен к надрезам. Острые углы соединения, жёсткие точки базирования в оснастке и избыточный натяг — всё это становится очагами зарождения трещин. Скругляйте углы, подкладывайте мягкое в оснастке и берите натяг по нижней границе, причём всё три вместе.

Узкий интервал плавления. PLA частично кристалличен, и его интервал заметно уже, чем у ABS. Слишком мало энергии — нет сплавления, слишком много — быстрая деструкция и пожелтение. Работайте в режиме энергии или глубины, а не времени.

Разброс между партиями. Эти материалы промышленно менее зрелы, чем товарные пластики, и молекулярная масса, соотношение компонентов смеси и степень кристалличности могут различаться между партиями одной марки. Повторное подтверждение параметров после смены партии здесь важнее, чем для традиционных смол.

Спрашивайте, что за смесь

Мало какие компостируемые изделия сделаны из чистого PLA; чаще это PLA в смеси с PBAT или материалом на основе крахмала. Соотношение напрямую задаёт поведение расплава: PBAT мягок и имеет низкую температуру плавления, поэтому при большой доле композиция ведёт себя во многом как мягкий эластомер, а крахмальный наполнитель в сплавлении не участвует и действует как любой неорганический наполнитель, уменьшая количество смолы на границе раздела.

Поэтому слова «компостируемый» недостаточно, чтобы определить процесс. Значение имеет система смеси и её соотношение — тот же вопрос, что и содержание волокна.

После сварки изделие всё равно должно разлагаться

Это специфично именно для этих материалов и упускается легче всего. Сертификация разложения относится к готовому изделию, а материал в шве был расплавлен и вновь затвердел, поэтому его кристалличность отличается от массива и, в принципе, отличается и поведение при разложении.

Там, где изделие заявлено как компостируемое или разлагаемое, влияние шва на это поведение должно быть проверено в соответствии с требованиями сертифицирующего органа. Нельзя считать, что раз смола прошла, то и шов проходит. Эту работу ведёт заказчик; со стороны оборудования обеспечиваются воспроизводимый процесс и полные записи.

Коротко

Предпочитайте сдвиговое соединение, поскольку частично кристаллическим смолам оно подходит, а узкому интервалу PLA — тем более. Давайте материалу достаточную амплитуду вместо удлинения цикла. Обеспечивайте длительную выдержку, так как PLA заметно усаживается и усилие должно сохраняться до затвердевания зоны сплавления. Поддерживайте деталь гнездом по контуру, а не зажимайте её. Ведите разрушающий контроль и делайте шлиф, чтобы увидеть непрерывность сплавленного пояска.

Эти материалы к тому же чувствительны к условиям хранения, поэтому срок и среда хранения входящего сырья должны быть под контролем; одна и та же партия может вести себя по-разному до и после отлёжки.

Оценки сложности по сварке, расклёпыванию, запрессовке вставок и точечной сварке вместе с матрицей совместимости — на странице технические материалы. Режим энергии, режим глубины и контроль процесса — на страницах аппаратов ультразвуковой сварки.

Отправьте систему смеси, соотношение и чертежи на 1427498429@qq.com или позвоните: +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.