Instalación por Calor vs Ultrasónica de Insertos en Ensambles plásticos

Debido a la rapidez y menor tiempo de enfriamiento, la inserción ultrasónica típicamente tiene un tiempo de ciclo más corto que la inserción por calor cuando se instala un solo Inserto que no ha sido pre-calentado. Sin embargo, un equipo por calor que pre-caliente el inserto tendrá un tiempo de instalación comparable al equipo ultrasónico. Adicionalmente, cuando se instalan multiples Insertos simultáneamente, la inserción por calor ofrecerá más rapidez.

Ciclo de tiempo reducido para insertos pequeños. – Instalación Ultrasónica es generalmente más rápida para Insertos pequeños (Por debajo de 1/4” DE), y más lento al incrementar el tamaño del Inserto. 

Pueden ser reutilizadas. – Maquinas Ultrasónicas son a menudo reutilizadas, o convertidas de un proceso inicial de soldadura plástico-a-plástico a instalación de Insertos. 

Intercambiabilidad – Tamaños y formas de los cuernos pueden ser cambiados fácilmente para acomodar distintos tamaños de insertos.

Derretido insuficiente.

• Una pobre sujeción de los componentes la mayoría de las veces resulta en una inserción en frio de los Insertos. Esto sucede debido al efecto de amortiguación”, que se refiere la disipación de la energía mecánica. Este efecto de amortiguación resulta en una instalación pobre debido a que la energía mecánica no está siendo localizada alrededor del inserto.
• Cuando los insertos son insertados muy rápido, el plástico no tiene tiempo suficiente para derretirse completamente. Este un problema común con inserción ultrasónica que usualmente causa un alto estrés y retención pobre en el plástico que puede terminar en una falla de la pieza. a falla puede suceder durante la instalación, pero el peor escenario es una falla en campo.
• Las fuerzas vibratorias aplicadas a través del cuerno son difíciles de controlar y a veces las piezas son forzadas en el orificio antes de que se haya dado un derretimiento total. Daño al inserto y al pastico puede ser grave. Mientras que sistemas de control sofisticados pueden resolver este problema, estos pueden incrementar el costo casi al doble de una maquina ultrasónica de inserción ya con un precio elevado.
• Una variación muy pequeña en el tamaño del Inserto y/o el orificio puede resultar en un derretimiento insuficiente - aun y cuando la velocidad de inserción es reducida.

Partículas de Metal y Rebabas – Partículas de metal y rebabas podrían aparecer cuando el cuerno ultrasónico vibra contra el Inserto y provoca el desprendimiento de partículas del material del inserto.

Ruido excesivo – Ruido significativo es causado por el contacto metal-metal (Cuerno ultrasónico al Inserto). Mientras más grande es el Inserto, mayor es el ruido durante la instalación. 

Dificultad para instalar múltiples insertos al mismo tiempo – Se vuelve muy costoso, si no imposible, instalar múltiples insertos al mismo tiempo. 

Daño al Inserto –  Una frecuencia incorrecta y/o una fuerza de inserción incorrecta pueden causar daño al inserto. En algunos casos, el cuerno ultrasónico puede dañar los hilos del Inserto; lo que resulta en no poder instalar el tornillo.

Insertos sin cabeza – Se necesita tomar atención extra cuando se utilizan Insertos sin cabeza para asegurar una correcta superficie de contacto entre el inserto y el cuerno. De otra forma, puede existir un daño interno de los hilos. 

Cuernos ultrasónicos son costosos – Los cuernos ultrasónicos están sujetos al desgaste y son muy costosos de reemplazar. Es común que excedan los $1,000USD.

Consistente y de confianza – Fuerzas de instalación bajas permiten la inserción en partes con paredes delgadas que serían destruidas por un equipo ultrasónico. Con una temperatura ajustable y consistente, parámetros de fuerza y profundidad, se puede diseñar un Inserto con predicciones de falla a fuerza de extracción y torque puede ser diseñado para la aplicación.

Silencioso – Una operación silenciosa elimina el ruido excesivo asociado con un equipo de Instalación ultrasónico.  

Más económico – Las máquinas de instalación por calor son casi 50% menos costosas que su contraparte ultrasónica porque son menos complejas y no requieren tantos componentes. Instalación por calor compuesta por una punta que se calienta y la fuerza de inserción es neumáticamente dirigida bajo fuerzas bajas; generalmente por debajo de las 50 lbs. La instalación ultrasónica requiere una fuente de alimentación electrónica, temporizadores de control de ciclo, transductor eléctrico o mecánico de energía, y un cuerno ultrasónico.

Fácil Inserción en orificios de difícil acceso – Puntas de calor largas pueden ser utilizadas en partes de difícil acceso en donde un cuerno ultrasónico será inaccesible.

Versátil

• El método de instalación por calor es extremadamente adaptable. Aplicaciones que necesitan de múltiples insertos en múltiples planos pueden ser atendidas mediante un equipo de estilo plano. Prototipos o aplicaciones de bajo volumen pueden ser realizados mediante un equipo manual por calor.
• Un amplio rango de tamaños de Insertos pueden ser utilizados en la misma maquina solo cambiando las puntas de calor.
• Cualquier inserto puede ser instalado - con cabeza o sin cabeza.
• Módulos de inserción por calor pueden ser equipados con tazones alimentadores vibratorios para que el operador no tenga que tocar físicamente el Inserto durante el proceso de instalación. Los Insertos simplemente se cargan en el alimentador vibratorio y avanzan a través de un tubo alimentador a la cámara de calor con guardas. El operador solamente carga el componente pastico en la cavidad, y activa la máquina para su instalación. 

– Esto es de extrema importancia para insertos muy pequeños que son difíciles de orientar y manipular.

Mantenimiento mínimo – Maquinas por calor raramente necesitan mantenimiento. Los costos de mantenimiento y las refacciones son muy bajos - el reemplazo de las puntas de calor es de aproximadamente $55USD.

Mayor rendimiento – Generalmente, se puede esperar un mayor rendimiento de una instalación de calor dado al “calentamiento total” del inserto. Esto permite que el plástico derretido fluya completamente en todas las características de retención. Esto sucede debido al mínimo calentamiento generado solo en el punto de interferencia entre el inserto y la pieza plástica

El tiempo del proceso de inserción por calor puede ser un poco más extenso cuando se instala un solo Inserto (Cuando el Inserto no es precalentado) es balanceado con las muchas desventajas de la instalación ultrasónica. 

La flexibilidad, consistencia, alto rendimiento, y precio de la inserción por calor hace de esta la mejor opción de instalación para Insertos en distintas aplicaciones.

Tanto como un 75% del rendimiento del Inserto es el resultado directo de que tan bien fue instalado, es por esto que todos los factores que impactan la instalación deben ser controlados cuidadosamente para maximizar el rendimiento. Con tantos tipos de combinaciones de Insertos, tipos de plásticos, y requerimientos de rendimiento; es recomendado que los fabricantes se asocien con expertos líderes de la industria de sujeción y ensamble de Insertos. La elección adecuada del Inserto y del proceso de instalación puede hacer la diferencia entre una falla del componente en campo y la integridad del ensamble durante su vida.