回転溶接の原理
回転溶接は、2 つのプラスチック部品を互いに高速で回転させることによって機能します。接触面間の摩擦により熱が発生し、プラスチックが溶けます。回転が停止した後、接合部が冷えて固まるまで圧力が維持され、強力な溶接接続が形成されます。
回転溶接は以下の用途にのみ適しています。熱可塑性プラスチック. 熱硬化性プラスチックは回転溶着できません。
1. 材料要件 - 重要な要素
✅ 回転溶接に適したプラスチック
1. 結晶性プラスチック - 最良の結果
- PP(ポリプロピレン)
- PE(ポリエチレン)- 成熟した回転溶接プロセスで最も一般的に使用される材料
- POM（ポリオキシメチレン）
- PA(ナイロン)- PA6 および PA66 を含む;回転速度と圧力はそれに応じて調整する必要があります
結晶性プラスチックは溶融温度範囲が比較的狭いため、効率的な摩擦加熱が可能となり、高い溶着強度が得られます。
2. アモルファスプラスチック
- ABS
- PC(ポリカーボネート)
- PMMA(アクリル)
- PS(ポリスチレン)
- SAN (スチレン-アクリロニトリル)
これらの材料は回転溶接することもできますが、溶融温度範囲が広く、過度のバリや黄ばみが発生しやすいです。したがって、溶接パラメータをより正確に調整する必要があります。
❌ 回転溶接に適さない材質
1. 熱硬化性プラスチック
例としては次のものが挙げられます。フェノール樹脂、エポキシ樹脂、BMC.
これらの材料は加熱しても溶けません。その代わりに炭化する傾向があり、回転溶接にはまったく適していません。
2. 高充填難燃性素材-
以下を含む材料:
- より多い30% ガラス繊維
- 大量のタルク
- 大量の炭酸カルシウム
これらのフィラーは摩擦熱の発生を低減し、溶接強度の極度の低下や亀裂を引き起こす可能性があります。
3. ゴムおよびエラストマー
TPE/TPU材料は摩擦中に滑りやすく、溶接が困難です。特定の軟質 TPE 材料には、特別に設計されたツールとプロセス パラメータが必要な場合があります。
4. 互換性のないプラスチック
化学的に適合しない異なるプラスチックを確実に溶接することはできません。
例えば、PPとPC互換性のない材料です。それらの分子構造は適切に融合していないため、たとえ一緒に溶けたように見えても、後で結合部が簡単に分離する可能性があります。
同じ素材の組み合わせが推奨されます。- ABS+PC 合金などの互換性のある材料の組み合わせも回転溶接できます。回転溶接には互換性のない材料を使用しないでください。
ヒント：PP入り約100g20% ガラス繊維一般的には回転溶接が可能です。以上の材料30% ガラス繊維は推奨されません。
2. 製品構造の設計要件
1. 溶接面は円形でなければなりません
回転溶接は円周方向の回転摩擦に依存するため、溶接領域には円形または回転対称構造.
適切な設計には次のものがあります。
- 円形の溶接面
- 環状溶接面
- 円形ボス
四角い、不規則な、または非回転の溶接面は回転溶接には適していません。-
大きな平らな表面を主要な溶接界面として使用しないでください。
2. 停止・位置決め構造
位置決めストップ、ショルダー、またはその他の制限構造は、次のように設計する必要があります。
- 回転時の部品のズレを防止
- 溶接深さの制御
- 過度の溶解を防ぐ
- 製品の崩れを防ぐ
- おすすめのストップショルダーの高さは通常 0.8 ～ 2 mm.
この構造により、溶融した材料が製品内部に押し込まれるのを防ぐこともできます。
3. 溶接リブ
円形のデザインをお勧めします溶接リブ溶接部分の周り。
推奨寸法:
- 身長：0.6～1.2mm
- 幅：1～1.5mm
溶接リブは次のことに役立ちます。
- 摩擦熱を集中させる
- フラッシュの制御
- 安定した溶接エリアを維持
平らな溶接面は避けてください。{0}}-平らな摩擦領域が大きいと、不均一な熱が発生し、溶接不良のリスクが高まります。
4. 肉厚
溶接エリアの推奨肉厚は次のとおりです。2～4mm.
- 薄すぎる：圧力がかかると部品が変形したり亀裂が入ったりすることがあります。
- 厚すぎる:摩擦加熱は遅くなり、効率も低下します。
薄い壁や大きな支えられていない部分は避けてください。回転溶接では溶接プロセス中にトルクが発生し、弱い構造物がねじれたり亀裂が入ったりする可能性があります。
5. フラッシュ用のスペースを確保する
通常、回転溶接中に溶融材料と余分なバリが発生します。
したがって、製品構造には以下を含める必要があります。フラッシュ溝またはフラッシュリリーフ領域.
フラッシュが重要なシール面や目に見える化粧面に直接影響を与えないようにしてください。
6. ワークのねじり強度
回転溶接ではねじり力が発生するため、ワークピースには、薄い構造、脆い構造、またはねじれやすい構造が含まれていてはなりません。
靱性が低い製品の場合は、回転速度を適切に下げる必要があります。
3. 原材料と表面状態
1. 原材料 - バージン材料が好ましい
可能な限りバージン樹脂を使用してください。
リサイクルまたは再加工された材料には不純物が含まれている可能性があり、溶融特性が不安定であるため、溶接強度が変動し、溶接が不完全または弱いリスクが高まります。
2. 表面状態 - 離型剤、シリコンオイル、グリースなし
シリコーン オイル、離型剤、グリース、その他の汚染物質は、溶接面の間に障壁を形成し、溶接強度を直接低下させる可能性があります。
溶接面は次のようにする必要があります。洗浄して脱脂した必要に応じて溶接前に。
3. 色
通常、色は溶接性に影響しません。
ただし、濃い色の素材は熱をより早く吸収する可能性があります。-マスターバッチを追加しても、材料の元の溶融特性が大きく変化してはなりません。
4. - に対応するマシンパラメータと一致するプロセス
| 材料 | 推奨速度 | プレッシャー | ホールドタイム |
|---|---|---|---|
| PP/PE | 1,500～3,000rpm | 0.3～0.6MPa | 0.8–2 s |
| PAナイロン | 1,200～2,200rpm | 0.4～0.7MPa | 1–2.5 s |
| ABS / PC | 800～1,800rpm | 0.25～0.5MPa | 1–2 s |
回転速度が高くなると発生する摩擦熱も大きくなります。
しかし：
速度が高すぎる:過度のフラッシュ、過熱、焼け、または黄変が発生する可能性があります。
速度が低すぎる:発熱が不十分だと溶接が不完全になったり、溶接が弱くなったりすることがあります。
したがって、材質や製品の構造に応じて、回転速度、加圧力、加圧力、保持時間などを調整する必要があります。
5. 一般的な溶接欠陥とその原因
1. 溶接部の弱さ、水漏れ、エア漏れ
考えられる原因は次のとおりです。
- 互換性のない材料
- 溶接リブが小さすぎる
- 回転速度または圧力が不十分です
- 溶接面の離型剤やその他の汚染物質
2.過剰なフラッシュ
考えられる原因は次のとおりです。
- 回転速度が高すぎる
- 保持時間が長すぎる
- 停止/位置決め構造が正しく機能していない
3. 製品の亀裂またはねじれによる損傷
考えられる原因は次のとおりです。
- 壁の厚さが薄すぎる
- 過度のねじり力
- 溶接治具が十分な回転防止サポートを提供していない-
4. 焼けや黄ばみ
考えられる原因は次のとおりです。
- 回転速度が高すぎる
- 過剰な摩擦熱
- 溶接リブが大きすぎる
6. 回転溶接適合性クイックチェックリスト
✅ 回転溶接に適しています
- 熱可塑性材料
- 円形または回転対称の溶接面
- 同一または互換性のある材料
- ガラス繊維含有量20%以下
- 溶接面にシリコンオイルや離型剤が付着していない
- 適切な停止・位置決め構造
- 適切な円形溶接リブ
❌ 回転溶接には適していません
- 熱硬化性プラスチック
- 非円形または非回転の溶接面-
- ガラス繊維含有量>30%
- 互換性のないプラスチックの組み合わせ
- 過剰なシリコーンオイルや離型剤を含む表面
つまり、回転溶接機を選択する前に、まず材質、溶接形状、材質の適合性、フィラー含有量、製品構造を確認してください。強力で漏れのない回転溶接を実現するには、正しい製品設計とプロセスの適合が不可欠です。-
