Як вибрати правильний матеріал для ультразвукової головки інструменту?

Голова ультразвукового інструменту діє як акустичний хвилевод або трансформатор, посилюючи та фокусуючи ультразвукові коливання на заготовку. Голова ультразвукового інструменту розтягується і договорився довжиною, як пружина під час пластикового зварювання. Наприклад, головка інструменту на 20 кГц, як правило, становить половину довжини хвилі довгий резонансний стрижень, його молекули постійно розширюються та стискаються 20000 разів на секунду.

Ось чому важливо враховувати матеріали з хорошим поєднанням акустичних та механічних властивостей при виготовленні ультразвукових інструментів. Наступні три матеріали використовуються для виготовлення ультразвукових головки інструментів завдяки міцності на втому, акустичні властивості та твердість поверхні.

 

 

Титан:

 

Титан - це кращий матеріал для виготовлення ультразвукових інструментів, оскільки він має хорошу втому, відмінні акустичні властивості та хорошу твердість поверхні, і використовується в пластиковому зварюванні, металевому зварюванні та упаковці їжі.

Голови інструменту титану можуть бути підпалені на поверхню титану або покриті матеріалами, такими як жорсткі сплави, нікель або тефлон. Підходить для застосувань, які потребують високої амплітуди та більш важких поверхонь.

 

Алюміній:

 

Через відносно низьку вартість та простоту обробки алюміній часто є кращим вибором для ультразвукових резонаторів з низьким напруженням та мінімальним ударом/зносом/ерозією.

Алюміній має чудові акустичні властивості, а великі головки інструментів зазвичай виготовляються з алюмінію.

Завдяки відносно низькій вартості, легко отримати широкий спектр розмірів сировини, що робить його найкращим вибором для створення прототипів інструментів.

Швидка та проста обробка, скорочення часу доставки та витрат на оплату праці.

Алюміній має погану твердість поверхні та помірну міцність на втому, що робить його непридатним для довгострокових виробничих застосувань високого зносу. Однак головки алюмінієвих інструментів можуть бути покриті або електричні з м'яким нікелем, м'яким хромом та анодованим, щоб допомогти полегшити ці проблеми.

 

 

Сталеві вироби:

 

Після термічної обробки сталь має відмінну зносостійкість завдяки наявності великої кількості карбідів у своїй мікроструктурі, і його можна наносити на ультразвукові металеві зварювальні з'єднання, прокладки для ущільнення пластику та прокладки вставки.

Завдяки своїй твердості головки сталевих інструментів є більш крихкими і зазвичай використовуються для застосувань низької амплітуди.