Introduksjon til ultralydsveising

 

Ultralydsveising tar i bruk ultrasonisk plastsveiseteknologi, som konverterer høyfrekvent elektrisk energi til mekanisk vibrasjonsenergi gjennom ultralydsvingere, og deretter overfører den mekaniske vibrasjonsenergien til sveisehodet etter å ha endret amplituden gjennom en bannerenhet. Når sveisehodet nærmer seg overflaten av det behandlede produktet, genereres ultralydbølger automatisk, noe som forårsaker høyfrekvent mikroamplitude vibrasjon på overflaten av det behandlede produktet. Friksjon med overflaten til det bearbeidede produktet omdannes til varme, som smelter det bearbeidede produktet før fusjon. På grunn av punktsveiseoperasjonen er sveisingen relativt mer perfekt, og forskjellige sveiseeffekter kan oppnås ved å skifte sveisehodet.

 

 

Hvordan fungerer ultralydsveising?

Når ultralydvibrasjoner treffer et materiale (som plast), begynner molekylkjeder å svinge. Molekylene begynner å bevege seg og gni mot hverandre. Dette genererer energi (kjent som friksjonsvarme). For termoplastiske materialer kan denne prosessen føre til at de begynner å smelte. Ultralydsveising bruker dette prinsippet. Etter en kort holdetid under ekstra trykk kan ulike materialer (komponenter) sveises sammen på molekylært nivå i forbindelsesområdet.

Hva er ultralydsveising egnet for?

Ultralydsveising skjer i løpet av sekunder uten behov for noen hjelpeverktøy som lim eller skruer. Ultralyd brukes i produksjon av emballasje, bildeler, leker, etc., for eksempel av:

1. Koble til sprøytestøpte deler (som leker)
2. Innebygde membraner (som filtermembraner brukt i medisinske komponenter)
3. Integrering av lær, ikke-vevde stoffer og tekstiler (som luftfiltre i biler)
4. Stable ulike typer materialer sammen (f.eks. for kollisjonsputer)
5. Bruk formingsteknikker for å lage koblinger med formtilpasning (som magnetiske kontakter i ladere)
6. Forsenket stikkontakt og magnet (som innkapslet magnet for aktivering av sensorer)

 

 

 

Ultralydsveisesystem:

Det komplette ultralydsveisesystemet består av ulike komponenter. Aktive komponenter genererer vibrasjoner, overfører vibrasjoner og påfører den på sveisede skjøter. De passive komponentene absorberer kraften som genereres og fester komponentene i passende posisjoner, spesielt ved sveisepunktene hvor støttekomponentene er koblet sammen.

Komponenter:

Ultralyd generator

Ultralydsvinger

Ultrasonisk amplitudespak

Ultralydverktøyhode

Kombinasjonen av transdusere, amplitudestaver og ultralydgeneratorer danner en såkalt stack.

 

 

 

Prosessteknologi: Energifokuseringsprinsipp:

For å smelte komponentene nøyaktig, er det nødvendig å konsentrere vibrasjonsenergien på ett punkt. Dette kalles energifokusering. Dette spesifikke punktet er stedet hvor varmeutviklingen er sterkest og smelting skjer – definert som en lavenergisveiseprosess.

 

Typer energifokusering:

Alt er et spørsmål om form: For at vibrasjonsenergien skal konvergere på riktig punkt, må den geometriske formen til delene eller verktøyene som skal sveises utformes deretter. For komponentintegrasjonsfokusering fokuserer en energidirektør (ED) energi på selve materialet. For den geometriske formen til fokuseringsverktøyet er formen på verktøyet egnet for en spesifikk applikasjon.

Hvilke materialer kan sveises ved hjelp av ultralydbølger?

Generelt sett kan de fleste termoplastiske materialer (plast som kan dannes ved oppvarming) sveises ved hjelp av ultralydbølger. Jo hardere materialet er, jo bedre. I tillegg til plast er forskjellige ikke-jernholdige metaller som aluminium, nikkel, messing og kobber også egnet for ultralydsveising.