Das Ultraschallschweißen verwendet Ultraschall-Kunststoffschweißtechnologie, die hochfrequente elektrische Energie in mechanische Schwingungsenergie durch Ultraschallwandler umwandelt und dann die mechanische Schwingungsenergie an den Schweißkopf überträgt, indem die Amplitude durch ein Bannergerät geändert wird. Wenn sich der Schweißkopf der Oberfläche des verarbeiteten Produkts nähert, werden automatisch Ultraschallwellen erzeugt, wodurch die Hochfrequenzvibration der Mikroamplitude auf der Oberfläche des verarbeiteten Produkts hochfrequentiert wird. Die Reibung mit der Oberfläche des verarbeiteten Produkts verwandelt es in Wärme und schmilzt das verarbeitete Produkt vor dem Schweißen. Aufgrund des Spot -Schweißbetriebs ist das Schweißen relativ perfekter und es können unterschiedliche Schweißeffekte erzielt werden, indem der Schweißkopf ersetzt wird.
Was ist Ultraschall?
Vom zwitschernden Vögel bis zu den Schreien von Glasscherben - Geräusche sind nicht nur das, was wir mit unseren Ohren hören können. Es wird durch die mechanische Schwingung eines Objekts erzeugt. Dies tritt nicht nur in Luft auf, sondern auch in jedem elastischen Medium, einschließlich Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen.
Ultraschallwellen sind ein Beispiel dafür, wie Menschen nicht alle Arten von Klang hören können. Hochfrequenz -Schallwellen werden in Industrie und Medizin verwendet, die nicht zu hören sind.
Schallwellen werden nach ihrer Frequenz klassifiziert (Wellenzahl pro Sekunde). Zum Beispiel liegt der Ultraschallbereich von 20 kHz bis 1 GHz. Ultraschallschweißen verwendet Frequenzen von 20 kHz bis 70 kHz. Die niedrigste Reichweite ist immer noch von menschlichen Ohren zu hören. Dies liegt daran, dass der Bereich des hörbaren Klangs (zumindest für Menschen) nur 16 Hz bis 20 kHz beträgt. Oszillationen, die diesen Wert überschreiten, gelten höchstens Vibrationen.
Wie funktioniert Ultraschallschweißen?
Wenn Ultraschallvibrationen auf ein Material (z. B. Kunststoff) schlägt, beginnen die molekularen Ketten zu oszillieren. Moleküle beginnen sich zu bewegen und sich gegeneinander zu reiben. Dies erzeugt Energie (bekannt als Reibungswärme). Bei thermoplastischen Materialien kann dieser Prozess dazu führen, dass sie mit dem Schmelzen beginnen. Ultraschallschweißen nutzt dieses Prinzip. Nach einer kurzen Haltezeit unter zusätzlichem Druck können verschiedene Materialien (Komponenten) auf molekularer Ebene im Verbindungsbereich zusammengeschweißt werden.
Wofür ist Ultraschallschweißen geeignet?
Ultraschallschweißen erfolgt innerhalb von Sekunden, ohne dass Hilfsinstrumente wie Klebstoffe oder Schrauben erforderlich sind. Ultraschallwellen werden zur Herstellung von Verpackungen, Automobilteilen, Spielzeug und mehr verwendet, beispielsweise durch:
1.. Inspritzteile (wie Spielzeug) verbinden.
2. Eingebettete Membranen (wie Filtermembranen, die in medizinischen Komponenten verwendet werden)
3.. Integration von Leder, nicht gewebter Stoff und Textilien (wie Luftfilter in Autos)
4. Stapel verschiedener Arten von Materialien zusammen (z. B. für Airbags)
5. Verwenden Sie die Forming -Technologie, um Formanpassungsstecker zu erstellen (z. B. Magnetkontakte in Ladegeräten)
6. Gegenköpfe und Magnet (z. B. eingekapselter Magnet zum Aktivieren von Sensoren)
Ultraschallschweißsystem
Ein komplettes Ultraschallschweißsystem besteht aus verschiedenen Komponenten. Aktive Komponenten erzeugen Vibrationen, übertragen Schwingungen und tragen sie auf geschweißte Verbindungen auf. Passive Komponenten absorbieren die erzeugte Kraft und fixieren die Komponenten in der entsprechenden Position, insbesondere an den Schweißverbindungen, in denen die stützenden Komponenten miteinander verbunden sind.
Komponenten:
Der Ultraschallgenerator
Ultraschallwandler
Ultraschallamplitudenstange
Ultraschall -Werkzeugkopf
Die Kombination von Wandlern, Amplitudenstäben und Ultraschallgeneratoren bildet einen sogenannten Stapel.
Prozesstechnologie: Energiefokus -Prinzip
Um die Komponenten genau zu schmelzen, muss die Schwingergie an einem Punkt konzentriert werden. Dies wird als Energiefokussierung bezeichnet. In diesem spezifischen Punkt ist die Wärmeentwicklung am stärksten und das Schmelzen tritt auf - zur Definition von Schweißverfahren mit geringe Energie.
Arten der Energiefokussierung
Alles ist eine Form der Form: Um die Vibrationsenergie am richtigen Punkt zu konzentrieren, muss die geometrische Form der zu verschweißten Teile oder Werkzeuge entsprechend gestaltet werden. Für die Fokussierung der Komponentenintegration konzentrieren sich Energy Directors (EDS) auf das Material selbst. Für die Fokussierungswerkzeuggeometrie eignet sich die Form des Werkzeugs für bestimmte Anwendungen.
Welche Materialien können mit Ultraschallwellen geschweißt werden?
Im Allgemeinen können die meisten thermoplastischen Materialien (Kunststoffe, die beim Erhitzen geformt werden können) mit Ultraschallwellen geschweißt werden. Je härter das Material, desto besser. Neben Kunststoffen eignen sich auch verschiedene Nichteisenmetalle wie Aluminium, Nickel, Messing und Kupfer für Ultraschallschweißen.
