อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกอัตโนมัติสำหรับโพลีคาร์บอเนต / โพรพิลีน

เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกอัตโนมัติ 40Khz สำหรับโพลีคาร์บอเนต / โพรพิลีน

การเชื่อมด้วยคลื่นความถี่สูงนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานเสียงความถี่สูงเพื่อทำให้นุ่มหรือละลายเทอร์โมพลาสติกที่ข้อต่อ ชิ้นส่วนที่จะเข้าร่วมจะถูกจัดขึ้นด้วยกันภายใต้แรงกดดันจากนั้นจะได้รับการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกที่ความถี่ 20, 30 หรือ 40 kHz ความสามารถในการเชื่อมชิ้นส่วนที่ประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับการออกแบบอุปกรณ์คุณสมบัติทางกลของวัสดุที่จะทำการเชื่อมและการออกแบบส่วนประกอบ เนื่องจากการเชื่อมด้วยอัลตร้าโซนิคนั้นเร็วมาก (โดยปกติเวลาเชื่อมจะน้อยกว่า 1 วินาที) และเป็นไปโดยอัตโนมัติได้อย่างง่ายดายจึงเป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อรับประกันการเชื่อมสำเร็จของชิ้นส่วนใด ๆ จำเป็นต้องมีการออกแบบอย่างระมัดระวังของส่วนประกอบและอุปกรณ์ติดตั้งและด้วยเหตุนี้เทคนิคจึงเหมาะที่สุดสำหรับการผลิตจำนวนมาก ประโยชน์ของกระบวนการประกอบด้วย: ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน, ผลผลิตสูง, ด้วยต้นทุนที่ต่ำและความสะดวกในการผลิตสายการประกอบอัตโนมัติ

พารามิเตอร์:

เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกประกอบด้วยส่วนประกอบหลักที่สี่: แหล่งจ่ายไฟตัวแปลงอุปกรณ์ปรับความกว้าง (ปกติเรียกว่าบูสเตอร์) และเครื่องมืออะคูสติกที่เรียกว่าแตร (หรือ sonotrode) แหล่งจ่ายไฟจะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าที่ความถี่ 50-60 Hz เป็นแหล่งจ่ายไฟฟ้าความถี่สูงที่ทำงานที่ 20, 30 หรือ 40 kHz พลังงานไฟฟ้านี้ถูกส่งไปยังเครื่องแปลง ภายในตัวแปลงแผ่นของวัสดุ piezoelectric จะถูกประกบอยู่ระหว่างส่วนโลหะสองส่วน ตัวแปลงเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานสั่นสะเทือนทางกลที่ความถี่อัลตราโซนิก พลังงานสั่นสะเทือนจะถูกส่งผ่านบูสเตอร์ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความกว้างของคลื่นเสียง คลื่นเสียงจะถูกส่งไปยังเสียงแตร ฮอร์นเป็นเครื่องมือเกี่ยวกับเสียงที่ถ่ายโอนพลังงานการสั่นสะเทือนไปยังชิ้นส่วนที่กำลังประกอบโดยตรงและยังใช้แรงดันในการเชื่อม การสั่นสะเทือนจะถูกส่งผ่านชิ้นงานไปยังพื้นที่รอยต่อ พลังงานสั่นสะเทือนจะถูกแปลงเป็นความร้อนผ่านการเสียดสีซึ่งจะทำให้เทอร์โมพลาสติกละลายหรืออ่อนตัวลงและเชื่อมเข้าด้วยกัน

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาในกระบวนการเชื่อมอัลตราโซนิกคือ:

อัตราความร้อน
อัตราความร้อนในการเชื่อมด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเป็นผลมาจากผลรวมของความถี่ความกว้างและแรงยึด ในสมการอัตราการทำความร้อนแรงยึดและความถี่จะปรากฏเป็นตัวคูณ ความถี่มักได้รับการแก้ไขสำหรับเครื่องที่กำหนด อัตราความร้อนในพลาสติกจะแปรผันโดยตรงและตามสัดส่วนของแรงยึดที่ใช้ เมื่อใช้แรงยึดมากขึ้นอัตราความร้อนจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนโดยตรงกับการเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตามอัตราการให้ความร้อนจะแตกต่างกันไปตามกำลังสองของแอมพลิจูด - หากเพิ่มแอมพลิจูดแล้วอัตราการทำความร้อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์เป็นสัดส่วนผกผันระหว่างความถี่ของช่างเชื่อมอัลตราโซนิกและความกว้างของเอาต์พุต หากใช้แอมพลิจูดที่มีค่าสูงสุดให้ผลลัพธ์ที่ยอมรับได้อย่างต่อเนื่องจะเกิดความเสียหายน้อยที่สุดและมักจะต้องการอายุการใช้งานที่ยาวนานของ sonotrode / horn
วัสดุพลาสติก
การพิจารณาที่สำคัญในกระบวนการเชื่อมอัลตราโซนิกคือวัสดุ วัสดุที่นุ่มกว่าไม่ส่งเสียงเช่นเดียวกับวัสดุที่แข็งกว่าและจะต้องใช้แอมพลิจูดจากเครื่องมือมากขึ้นเพื่อให้ได้แอมพลิจูดจำนวนมากจนถึงข้อต่อ วัสดุที่มีอุณหภูมิหลอมเหลวสูงจะต้องใช้แอมพลิจูดมากขึ้นในการขึ้นไปจนถึงอุณหภูมิเชื่อมก่อนที่รายละเอียดรอยต่อจะหายไป การเลือกเครื่องที่มีความถี่ต่ำกว่าดังนั้นแอมพลิจูดที่สูงกว่าจึงแนะนำให้เลือกใช้กับวัสดุที่อ่อนหรืออุณหภูมิสูง วัสดุที่มีความแข็งอาจได้รับความเสียหายจากแอมพลิจูดสูงและอาจร้อนอย่างรวดเร็วจนกระบวนการไม่สามารถควบคุมได้ การเชื่อมเร็วเกินไปอาจทำให้รอยเชื่อมอ่อนได้
ข้อ จำกัด การออกแบบเครื่องมือ
กฎของฟิสิกส์ที่ควบคุมการออกแบบ sonotrode / horn นั้นสัมพันธ์กับความยาวคลื่น ปัจจัยส่วนใหญ่ที่ลดประสิทธิภาพทางเสียงนั้นเกี่ยวข้องกับขนาดตามขวาง - ขนาดตั้งฉากกับทิศทางของแอมพลิจูด หากเครื่องมือมีความยาวคลื่นที่ยาวนานขึ้น (ความถี่ที่ต่ำกว่า) เครื่องมือจะมีขนาดตามขวางที่ใหญ่ขึ้น เครื่องมือความถี่ต่ำจะง่ายกว่าและทนทานกว่าเครื่องมือความถี่สูงที่ทำแอปพลิเคชันเดียวกัน
เครื่อง
ช่างเชื่อมความถี่สูงมักใช้เครื่องมือขนาดเล็ก - ทำชิ้นส่วนขนาดเล็กและละเอียดอ่อนด้วยความแม่นยำสูง พวกเขามักจะมีขนาดเล็กสไลด์แสงขับเคลื่อนโดยถังอากาศขนาดเล็ก ช่างเชื่อมความถี่ต่ำมักใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ที่แอมพลิจูดสูงทำให้ชิ้นส่วนขนาดใหญ่ทำจากวัสดุที่นิ่มกว่า พวกเขามักจะมีภาพนิ่งขนาดใหญ่และหนักขับเคลื่อนด้วยถังอากาศขนาดใหญ่

ประเภทของการเข้าร่วม
พลังงานสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกถูกนำมาใช้ในการประกอบที่แตกต่างกันและเทคนิคการตกแต่งเช่น:
การเชื่อม: กระบวนการสร้างการหลอมที่พื้นผิวการผสมพันธุ์ของเทอร์โมพลาสติกสองส่วน เมื่อการสั่นสะเทือนแบบอัลตราโซนิกหยุดลงวัสดุหลอมเหลวจะแข็งตัวและสามารถเชื่อมได้ ความแข็งแรงของรอยต่อที่เกิดขึ้นนั้นใกล้เคียงกับวัสดุแม่ ด้วยส่วนที่เหมาะสมและการออกแบบข้อต่อผนึกผนึกเป็นไปได้ การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงช่วยให้การประกอบที่รวดเร็วและสะอาดโดยไม่ต้องใช้วัสดุสิ้นเปลือง
การปักหลัก: กระบวนการของการหลอมและปฏิรูปแกนเทอร์โมพลาสติกเพื่อล็อควัสดุที่แตกต่างกันโดยอัตโนมัติ รอบเวลาสั้น, ชุดประกอบแน่น, ลักษณะที่ดีของชุดประกอบขั้นสุดท้าย, และการกำจัดวัสดุสิ้นเปลืองเป็นไปได้ด้วยเทคนิคนี้
การแทรก: การฝังส่วนประกอบโลหะ (เช่นเม็ดมีดแบบเกลียว) ในหลุมที่ขึ้นรูปไว้แล้วในส่วนเทอร์โมพลาสติก ความแข็งแรงสูงรอบการขึ้นรูปที่ลดลงและการติดตั้งที่รวดเร็วโดยไม่ก่อให้เกิดความเครียดเป็นข้อได้เปรียบบางประการ
การขึ้นรูป / การขึ้นรูป: การจับชิ้นส่วนอื่นของการประกอบแบบกลไกโดยการละลายและการปฏิรูปแนวสันพลาสติกหรือการขึ้นรูปท่อพลาสติกหรือชิ้นส่วนที่อัดขึ้นรูปอื่น ๆ ข้อดีของวิธีนี้รวมถึงความเร็วในการประมวลผลลดความเครียดน้อยลงลักษณะที่ดีและความสามารถในการเอาชนะหน่วยความจำวัสดุ
การเชื่อมแบบ Spot: เทคนิคการประกอบสำหรับการรวมสองส่วนเทอร์โมพลาสติกที่จุดที่มีการแปลโดยไม่จำเป็นสำหรับหลุม preformed หรือผู้อำนวยการพลังงาน การเชื่อมจุดผลิตการเชื่อมโครงสร้างที่แข็งแกร่งและเหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่, แผ่นเทอร์โมพลาสติกอัดขึ้นรูปหรือหล่อและชิ้นส่วนที่มีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนและพื้นผิวเชื่อมต่อที่เข้าถึงได้ยาก
การตัด: การใช้พลังงานอัลตราโซนิกในการกรีดและปิดขอบถักนิตติ้งวัสดุเทอร์โมพลาสติกที่ทอและไม่ทอ วิธีนี้จะทำให้ขอบที่ปิดสนิทและเรียบเนียนซึ่งไม่ได้คลี่คลาย ไม่มี "ลูกปัด" หรือความหนาที่สะสมบนขอบร่องเพื่อเพิ่มจำนวนมากลงในวัสดุรีด
การปิดผนึกสิ่งทอ / ฟิล์ม: การใช้พลังงานอัลตราโซนิกเพื่อเชื่อมวัสดุเทอร์โมพลาสติกบาง ๆ แมวน้ำที่รัดแน่นและชัดเจนในภาพยนตร์และรอยเชื่อมที่เป็นระเบียบเรียบร้อยในสิ่งทออาจจะทำได้ สามารถตัดและซีลได้พร้อมกัน มีทั่งลวดลายหลากหลายให้เลือกเพื่อให้ได้ลวดลาย "ตะเข็บ" ที่มีประโยชน์

ฟังก์ชัน

1 การไล่ล่าความถี่อัตโนมัติ: ระบบควบคุมอัจฉริยะการติดตามความถี่อัตโนมัติ

2 แอมพลิจูดปรับอนันต์: แอมพลิจูดปรับอนันต์, แอมพลิจูดเพิ่มขึ้นและลดลง 5%;

3 การป้องกันอัจฉริยะ: การป้องกันออฟเซตความถี่เอาท์พุทการป้องกันการโอเวอร์โหลดการป้องกันความเสียหายของแม่พิมพ์;

4 อุปกรณ์ไฟฟ้า: ส่วนประกอบนิวเมติกทั้งหมดและชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หลักของเครื่องนำเข้าจากประเทศเยอรมนีและญี่ปุ่น

5 โครงสร้างลำตัว: กรอบของเครื่องนำมาใช้โครงสร้างเหล็กพิเศษและทำโดยความแม่นยำการประมวลผลเครื่องจักรกลซีเอ็นซีอลูมิเนียมหล่อกรอบมีความแม่นยำมากขึ้นและมีเสถียรภาพมากขึ้น