Введення в ультразвукове зварювання
Ультразвукове зварювання використовує ультразвукову технологію зварювання пластику, яка перетворює високочастотну електричну енергію в енергію механічної вібрації за допомогою ультразвукових перетворювачів, а потім передає енергію механічної вібрації на зварювальну головку після зміни її амплітуди через банерний пристрій. Коли зварювальна головка наближається до поверхні оброблюваного виробу, автоматично генеруються ультразвукові хвилі, що викликають мікроамплітудні високочастотні вібрації на поверхні обробленого виробу. Тертя з поверхнею обробленого продукту перетворюється на тепло, яке розплавляє оброблений продукт перед плавленням. Завдяки операції точкового зварювання зварювання є відносно більш досконалим, і можна отримати різні ефекти зварювання шляхом заміни зварювальної головки.
Як працює ультразвукове зварювання?
Коли ультразвукова вібрація потрапляє на матеріал (наприклад, пластик), молекулярні ланцюжки починають коливатися. Молекули починають рухатися і тертися одна об одну. Це генерує енергію (відому як тепло тертя). Для термопластичних матеріалів цей процес може призвести до того, що вони почнуть плавитися. Ультразвукове зварювання використовує цей принцип. Після короткого часу витримки під додатковим тиском різні матеріали (компоненти) можуть бути зварені між собою на молекулярному рівні в зоні з’єднання.
Для чого підходить ультразвукове зварювання?
Ультразвукове зварювання відбувається за лічені секунди без використання будь-яких допоміжних інструментів, таких як клей або гвинти. Ультразвук використовується у виробництві упаковки, автомобільних деталей, іграшок тощо, наприклад:
1. З’єднання деталей, виготовлених під тиском (наприклад, іграшок)
2. Вбудовані мембрани (наприклад, фільтруючі мембрани, що використовуються в медичних компонентах)
3. Інтеграція шкіри, нетканих матеріалів і текстилю (таких як повітряні фільтри в автомобілях)
4. Укладання різних типів матеріалів разом (наприклад, для подушок безпеки)
5. Використовуйте методи формування, щоб створити з’єднувачі з відповідними формами (наприклад, магнітні контакти в зарядних пристроях)
6. Гніздо з потайною головкою та магніт (наприклад, капсульований магніт для активації датчиків)
Система ультразвукового зварювання:
Повна система ультразвукового зварювання складається з різних компонентів. Активні компоненти створюють вібрацію, передають вібрацію та подають її на зварні з’єднання. Пасивні компоненти поглинають утворену силу та фіксують компоненти у відповідних положеннях, особливо в місцях зварного з’єднання, де опорні компоненти з’єднані разом.
Компоненти:
Ультразвуковий генератор
Ультразвуковий перетворювач
Ультразвуковий амплітудний важіль
Головка ультразвукового інструменту
Комбінація перетворювачів, амплітудних стрижнів і ультразвукових генераторів утворює так званий стек.
Технологія процесу: Принцип фокусування енергії:
Щоб точно розплавити компоненти, необхідно сконцентрувати енергію вібрації в одній точці. Це називається фокусуванням енергії. Ця конкретна точка є місцем, де виділення тепла є найсильнішим і відбувається плавлення, що визначається як процес зварювання з низьким споживанням енергії.
Види фокусування енергії:
Все залежить від форми: для того, щоб енергія вібрації сходилася в правильній точці, необхідно відповідним чином спроектувати геометричну форму деталей або інструментів, які зварюються. Для фокусування інтеграції компонентів енергетичний директор (ED) фокусує енергію на самому матеріалі. Для геометричної форми інструменту фокусування форма інструменту підходить для конкретного застосування.
Які матеріали можна зварювати ультразвуковими хвилями?
Взагалі кажучи, більшість термопластичних матеріалів (пластиків, які можна сформувати шляхом нагрівання) можна зварювати за допомогою ультразвукових хвиль. Чим твердіший матеріал, тим краще. Крім пластику, для ультразвукового зварювання підходять також різні кольорові метали, такі як алюміній, нікель, латунь, мідь.
