Installation thermique ou installation à ultrasons

En raison d’une insertion plus rapide et d’un temps de refroidissement plus court, l’insertion par ultrasons a généralement un temps de cycle plus court que l’insertion thermique lorsque l’on installe un seul insert qui n’a pas été préchauffé. Toutefois, les équipements de chauffage qui préchauffent l’insert auront un temps d’installation comparable à celui des équipements à ultrasons. En outre, lors de l’installation simultanée de plusieurs inserts, l’insertion thermique offre un débit plus rapide. 

Temps de cycle court pour les petits inserts L’installation par ultrasons est généralement rapide pour les petits inserts (moins de 1/4” de diamètre extérieur), et ralentit lorsque la taille de l’insert augmente. 

Peut être réutilisé. Les appareils à ultrasons sont souvent réutilisés, ou convertis d’un procédé initial de soudage de plastique à plastique à une installation d’insertion. 

Interchangeabilité – La taille et la forme des cornes peuvent être facilement modifiées pour s’adapter à différentes tailles d’insert.

Fonte insuffisante

• Une mauvaise fixation/un mauvais serrage des composants entraîne souvent une pression à froid de l’insert. Cela se produit en raison de l’amortissement, qui fait référence à la dissipation de l’énergie mécanique. L’effet d’amortissement entraîne une mauvaise installation car l’énergie mécanique n’est pas localisée autour de l’insert.
• Lorsque les inserts sont enfoncés trop rapidement, le plastique n’a pas le temps de fondre complètement. Il s’agit d’un problème courant lors de l’insertion d’ultrasons qui provoque souvent une forte contrainte et une mauvaise rétention dans le plastique pouvant conduire à la défaillance des pièces. Une défaillance peut se produire pendant l’installation, mais le pire scénario est celui où la défaillance se produit sur le terrain. 
• Les forces vibratoires appliquées par la corne sont difficiles à contrôler et parfois des pièces sont forcées dans le trou avant même que la fusion ne se soit produite. L’insert ou l’hôte en plastique peuvent être  fortement endommagés. Si des systèmes de contrôle sophistiqués peuvent aider à résoudre ce problème, ils peuvent presque doubler le coût d’une machine d’insertion à ultrasons déjà coûteuse. 
• De légères variations de taille de l’insert et/ou du trou peuvent suffire à provoquer une fonte insuffisante - même lorsque la vitesse d’insertion est ralentie. 

Particules et éclats de métal Des particules et des éclats de métal peuvent apparaître lorsque la corne ultrasonique vibre contre l’insert et ébrèche le matériau de l’insert.

Bruit excessif Important problème de bruit causé par le contact métal contre métal (corne à ultrasons à insérer).  Plus l’insert est grand, plus le bruit sera fort lors de l’installation.

Il est difficile d’installer plusieurs inserts simultanément Il devient très coûteux, voire impossible, d’installer plusieurs inserts en même temps.

Dommage de l’insert Une fréquence incorrecte et/ou une force de descente incorrecte peuvent endommager l’insert. Dans certains cas, la corne à ultrasons peut endommager les filetages de l’insert, ce qui entraîne l’impossibilité d’installer la vis ou le boulon.

Inserts sans tête Des précautions supplémentaires doivent être prises lors de l’utilisation d’inserts sans tête pour s’assurer que la surface de contact entre l’insert et la corne est correcte.  Sinon, les filetages internes risquent d’être endommagés. 

Les cornes à ultrasons coûtent cher Les cornes à ultrasons sont soumises à l’usure et leur remplacement est très coûteux. Il est fréquent qu’ils dépassent 1 000 $.

Fiable et constante Des forces d’installation plus faibles permettent l’insertion dans des pièces à paroi mince qui seraient détruites par les équipements à ultrasons. Avec des réglages de température, de force et de profondeur cohérents et ajustables, un insert installé avec des forces de rupture prévisibles en traction et en torsion peut être conçu pour l’application. 

Silencieux Le fonctionnement silencieux permet d’éliminer les bruits parasites associés à l’installation d’ultrasons. 

Plus économique Les machines d’installation thermique sont environ 50 % moins chères que les équipements ultrasoniques similaires car elles sont moins complexes et ne nécessitent pas autant de composants. L’installation thermique consiste à utiliser une pointe chauffante et la force d’insertion est actionnée pneumatiquement sous une faible force, généralement inférieure à 50 livres. Une installation à ultrasons nécessite une alimentation électronique, des minuteries de contrôle de cycle, un transducteur d’énergie électrique ou mécanique et une corne à ultrasons.

Insertion facile dans des cavités profondes Des embouts thermiques plus longs peuvent être utilisés pour permettre l’insertion dans des cavités profondes à l’intérieur d’une pièce qui serait inaccessible à une corne à ultrasons. 

Polyvalence

• La méthode de l’installation thermique est extrêmement adaptable. Les applications qui nécessitent plusieurs insertions sur plusieurs plans peuvent être traitées avec des machines à chaleur de type plateau. Le prototypage ou les applications à faible volume peuvent être réalisés à l’aide d’une machine à chaleur manuelle.
• Un large éventail de tailles d’inserts peut être adapté sur la même machine en remplaçant les embouts thermiques interchangeables.
• Tous les inserts peuvent être installés - avec ou sans tête.
• Les modules d’insertion thermique peuvent être équipés de bols vibrants afin que l’opérateur n’ait pas besoin de toucher physiquement l’insert pendant tout le processus d’installation. Les inserts sont simplement chargés dans une alimentation vibrante et avancent à travers le tube d’alimentation jusqu’à une chambre de chauffage gardée. L’opérateur charge alors le composant moulé en plastique dans le dispositif, et active la machine pour installer l’insert.
  

  – Ceci est extrêmement important pour les très petits inserts, qui sont difficiles à singulariser et à orienter. 

Maintenance minimale Les machines à chaleur ont rarement besoin d’entretien (voire jamais). Les coûts de maintenance et de pièces de rechange sont faibles - les pointes de chaleur de remplacement sont d’environ 55 $.

Des performances supérieures En général, on peut s’attendre à des performances plus élevées de l’installation thermique en raison du « chauffage par le haut » de l’insert. Cela permet au plastique fondu de s’écouler entièrement dans tous les dispositifs de rétention. La performance des inserts qui sont installés par ultrasons est souvent beaucoup plus faible parce que le plastique n’est pas capable de s’écouler complètement dans les dispositifs de rétention. Cela se produit en raison du chauffage minimal généré uniquement au point d’interférence entre l’insert et l’hôte.

Le temps de traitement légèrement plus long pour l’installation d’un seul insert (lorsque l’insert n’est pas préchauffé) est compensé par ses nombreux avantages par rapport à l’installation par ultrasons.

La flexibilité, la cohérence, les hautes performances et le prix de l’insertion thermique en font le meilleur choix pour l’installation d’inserts dans le plastique pour de nombreuses applications.

Jusqu’à 75% de la performance de l’insert est le résultat direct de la qualité de son installation, c’est pourquoi tous les facteurs qui ont un impact sur l’installation doivent être soigneusement contrôlés afin de maximiser la performance. Avec autant de combinaisons différentes de types d’inserts, de types de plastique et d’exigences de performance, il est recommandé aux fabricants de s’associer à des experts de l’industrie pour la fixation et l’assemblage des produits d’insert.  Le choix approprié de l’insert et du processus d’installation peut faire la différence entre une défaillance de la pièce sur le terrain et l’intégrité de la pièce pendant la durée de vie prévue de l’ensemble.