Ultrasonik Kaynak Teknolojisi ve Çevresel Etkileri

Tarihte ilk ultrasonik kaynak için yapılan patent başvurusu 1950’li yıllarda yapılmış olup, ultrasonik kaynağın termoplastiklere ve çevreye etkileri ise yıllardır çeşitli makalelere konu olmuştur. Endüstrinin birçok alanında polimerlerin kullanımının artmasıyla beraber de uygun birleştirme yöntemlerine ihtiyaç giderek artmaya başlamış, ultrasonik kaynak teknolojisi hızlı, ekonomik, verimli, çevre dostu olmasından dolayı termoplastiklerin birleştirilmesinde popüler hale gelmiştir.

Ultrasonik Kaynak Yöntemi

Yüksek frekanslı titreşim enerjisinin ve hafif basıncın etkisiyle bir arada tutulan yüzeylere uygulanan kaynatma işlemine “ultrasonik kaynak yöntemi” denir. Bu yöntemde parçalar, hava hidrolik basınç altında ve saniyede yaklaşık 20.000 titreşim yapabilen çeneler arasında ısı enerjisi verilmeksizin soğuk basınç yöntemiyle kaynatılır. Titreşim, yüksek frekanslı elektrik enerjisi ile elde edilir. Parçaların kaynatılmasını sağlayan bu titreşimler alt ve üst çeneler aracılığı ile kaynak alanına iletilmektedir.(Modern Kaynak Teknolojisi, 2013) 

Görsel 1: Hunter XC 600 Ultrasonik Çanta Kesme Makinası Otomasyon Ekranı

Ultrasonik Kaynak Teknolojisinde Kaynak Kalitesini Etkileyen Faktörler

Ultrasonik kaynak kalitesi, kaynak ekipmanlarının tasarımı, birleştirilmek istenen malzemenin mekanik özellikleri, komponent tasarımı, kaynak parametrelerine bağlıdır. Termoplastikler içerisinde polipropilen (www.ultrapak.com.tr ; Neden PP Nonwoven Taşıma Çantası) ultrasonik titreşimleri iletme konusunda oldukça verimli bir malzemedir.  Ultrasonik kaynak teknolojisinde genlik, kaynak süresi, hava basıncı ve  bekleme süresi değiştirilerek istenilen bağlantı kuvvetinin elde edilmesi mümkündür.    

Görsel 2: Ultrasonik Kaynak Teknolojisi Enerji ve Güç Formülleri

Ultrasonik Kaynak Teknolojisinin Kullanım Alanları

Plastik poşet yasağının da devreye alınmasıyla tekrar kullanılabilir taşıma çantalarının (www.ultrapak.com.tr ; Neden PP Nonwoven Taşıma Çantası) kullanımının yaygınlaşacağı düşünüldüğünde termoplastiklerin kaynatılmasında ultrasonik kaynak teknolojisinin kullanımının yaygınlaşacağı anlaşılmaktadır.

Görsel 3: Hunter XC 600-Ultrasonik Çanta Kesme Makinası; Ultrapak Makina'nın Ar-Ge çalışmaları sonucu en son geliştirdiği ürünü olup; Yerli Malı, CE (Conformite European) ve TÜR (Teknolojik Ürün Deneyim) belgelerine sahiptir.

Ultrasonik Kaynak Teknolojisinin Çevresel Avantajları

⦁ Ürün üzerinde estetiği bozabilecek yüksek sıcaklık ve deformasyon olmaksızın kaynaklama yapılabilmektedir.

⦁ Otomasyon sistemlerine kolaylıkla adapte edilebilmektedir. Nitekim,  termoplastiklerin birleştirilmesinde el işçiliğinin ortadan kaldırılması ve standart ürünlerin elde edilmesinde tam otomasyon sistemler tercih edilmekte olup, ultrasonik kaynakla uyum halinde çalışılabilmektedir.

⦁ Ekonomik bir yöntemdir.

⦁ Ana plastik malzemenin mukavementine %90-98’ine ulaşan mukavementte bağlantılar yapılabilmesini sağlamaktadır. Taranan literatürlerde PP  malzemesinin kopma dayanımının 40daN iken kaynama sonrası kopma dayanımının 37.5daN olduğu ölçülmüştür. Sonuç olarak polipropilen ( www.ultrapak.com.tr ; Neden PP Nonwoven Taşıma Çantası) malzemenin %93’üne ulaşan mukavementte bir kaynak kalitesi yakalanmıştır.(Orhan Otomotiv Ar-Ge merkezi,2016)

⦁ Herhangi bir lehim veya sıcak kaynak kimyasalına ihtiyaç duyulmamaktadır.

⦁ Çok ince yapıdaki malzemeler bile birleştirilebilmektedir.

⦁ Çok ince olan malzeme göreceli olan kalın malzeme ile kolaylıkla birleştirilebilmektedir.

⦁ İşlem sonucunda herhangi bir atık oluşturmamaktadır.

⦁ Ekstra bir ark veya dolgu malzemesine ihtiyaç duyulmamaktadır.

⦁ Kullanılan malzemenin kimyasal özelliklerini değiştirmemektedir.

Ultrasonik Kaynak Teknolojisinin Milli Ekonomiye Katkıları

Çevre dostu ürün üretme ve kullanma düzenlemeleri, geri dönüşüm zorunlulukları, ucuz ürün satışı dünyada olduğu gibi ülkemizde de Ar-Ge faaliyetlerini yaygınlaştırmış olup PP nonwoven taşıma çantası sektörünün önümüzdeki yıllarda yaklaşık 10 kat daha büyümesi beklenmektedir. Bu büyümede bütün makinelerin yurt dışından alınıyor olması ve ülkemizde sadece distribütörlük yapan firmaların bulunması döviz kaybına neden olmaktadır. Bu bağlamda, ultrasonik dikiş yöntemiyle çanta üreterek, tam otomasyon sistemlerin geliştirilmesi üzerine Ar-Ge faaliyetlerine hız verilmesi milli ekonomiye ciddi anlamda katkı sağlayacaktır. Yapılacak mühendislik çalışmaları ile ulusal anlamda ilk defa denenen ve böylelikle ülkemiz teknolojik bilgi birikimine katkı sağlayacak kazanımların olması ultrasonik kaynak teknolojileri sektörünü daha da katma değerli kılmaktadır. Yalnızca ultrasonik kaynak teknolojileri bağlamında değil taşıma çantası sektörü için de istenen başarı kriterlerine ve performans değerlerine uygunluk sağlanacak olup, taşıma çantası sektörü için çok önemli bir teknolojik kazanım elde edilecektir. Firmamız, yapmış olduğu Ar-Ge çalışmaları neticesinde ve aldığı patentlerle dünyada bu sektörün gelişmesinde katkı sağlamaktadır.

Kuruluşumuzun ultrasonik kaynak teknolojisi ile üretim yapan üretim hatları hedeflenen performans ve verim değerlerine ulaşmış olması itibariyle, yabancı firmaların ürettiği benzer ürünler ile rekabet edebilecek olması; öncelikli olarak bu ürünlerin ithalat oranlarını azaltacak ve orta vadede yoğun ihracata başlanmasının akabinde de ülke ekonomisine döviz kazanımını sağlayacaktır. Ayrıca, ürünlerimizin istenen pazar paylarına erişmesi ile birlikte, hali hazırda bu alanda Ar-Ge çalışmaları yapan ya da yapmayı düşünen firmalara yönelik çok önemli bir motivasyon kaynağı yaratılmış olacaktır. Bunlara ek olarak geliştirdiğimiz üretim hatlarından elde edilecek bilgi birikimi ile mevcut ürün gruplarında da iyileştirici projeler başlatılabilecektir. Elde edilen inceleme ve bulguların sektörel fuar, kongre vb. organizasyonlarda sunumlarla tanıtılabilecek bir yenilikçi yapısı bulunmaktadır. Ayrıca Resmi Gazetede yayımlanan(27.12.2017) Ambalaj Atıkları Kontrolü Yönetmeliğine göre ambalaj üreticileri, genişletilmiş üretici sorumluluğu kapsamında  ambalajı tasarım aşamasından başlayarak, üretim ve kullanım aşamasında en az atık üretecek, geri dönüşümü ve geri kazanımı en kolay, en ekonomik ve çevreye en az zarar verecek şekilde üretmekle yükümlü olduğundan firesiz üretime olanak sağlayan üretim  hatlarımızın kullanılması doğaya da olumlu katkı sağlayacaktır.