Introduktion til ultralydssvejsning
Ultralydssvejsning anvender ultralyds-plastsvejseteknologi, som konverterer højfrekvent elektrisk energi til mekanisk vibrationsenergi gennem ultralydstransducere og derefter overfører den mekaniske vibrationsenergi til svejsehovedet efter at have ændret dets amplitude gennem en bannerenhed. Når svejsehovedet nærmer sig overfladen af det forarbejdede produkt, genereres ultralydsbølger automatisk, hvilket forårsager højfrekvente mikroamplitudevibrationer på overfladen af det forarbejdede produkt. Friktion med overfladen af det forarbejdede produkt omdannes til varme, som smelter det forarbejdede produkt før sammensmeltning. På grund af punktsvejseoperationen er svejsningen relativt mere perfekt, og forskellige svejseeffekter kan opnås ved at udskifte svejsehovedet.
Hvordan fungerer ultralydssvejsning?
Når ultralydsvibrationer rammer et materiale (såsom plastik), begynder molekylære kæder at oscillere. Molekylerne begynder at bevæge sig og gnider mod hinanden. Dette genererer energi (kendt som friktionsvarme). For termoplastiske materialer kan denne proces få dem til at begynde at smelte. Ultralydssvejsning anvender dette princip. Efter en kort holdetid under ekstra tryk kan forskellige materialer (komponenter) svejses sammen på molekylært niveau i forbindelsesområdet.
Hvad er ultralydssvejsning egnet til?
Ultralydssvejsning sker inden for få sekunder uden behov for hjælpeværktøj såsom klæbemidler eller skruer. Ultralyd bruges til fremstilling af emballage, bildele, legetøj osv., for eksempel af:
1. Tilslutning af sprøjtestøbte dele (såsom legetøj)
2. Indlejrede membraner (såsom filtermembraner, der bruges i medicinske komponenter)
3. Integrering af læder, ikke-vævede stoffer og tekstiler (såsom luftfiltre i biler)
4. Stable forskellige typer materialer sammen (f.eks. til airbags)
5. Brug formningsteknikker til at skabe konnektorer med formpasninger (såsom magnetiske kontakter i opladere)
6. Forsænket fatning og magnet (såsom indkapslet magnet til aktivering af sensorer)
Ultralydssvejsesystem:
Det komplette ultralydssvejsesystem består af forskellige komponenter. Aktive komponenter genererer vibrationer, overfører vibrationer og påfører dem på svejsede samlinger. De passive komponenter absorberer den genererede kraft og fastgør komponenterne i passende positioner, især ved de svejsede samlingspunkter, hvor de bærende komponenter er forbundet med hinanden.
Komponenter:
Ultralyd generator
Ultralydstransducer
Ultralyds amplitudehåndtag
Ultralydsværktøjshoved
Kombinationen af transducere, amplitudestænger og ultralydsgeneratorer danner en såkaldt stak.
Procesteknologi: Energifokuseringsprincip:
For nøjagtigt at smelte komponenterne er det nødvendigt at koncentrere vibrationsenergien på et punkt. Dette kaldes energifokusering. Dette specifikke punkt er det sted, hvor varmeudviklingen er stærkest, og smeltningen sker - defineret som en lavenergisvejseproces.
Typer af energifokusering:
Alt er et spørgsmål om form: For at vibrationsenergien kan konvergere på det rigtige sted, skal den geometriske form af de dele eller værktøjer, der skal svejses, designes i overensstemmelse hermed. Til komponentintegrationsfokusering fokuserer en energidirektør (ED) energi på selve materialet. For fokuseringsværktøjets geometriske form er værktøjets form egnet til en specifik anvendelse.
Hvilke materialer kan svejses ved hjælp af ultralydsbølger?
Generelt kan de fleste termoplastiske materialer (plast, der kan dannes ved opvarmning) svejses ved hjælp af ultralydsbølger. Jo hårdere materialet er, jo bedre. Ud over plast er forskellige ikke-jernholdige metaller såsom aluminium, nikkel, messing og kobber også velegnede til ultralydssvejsning.
