Vad är ultraljudssvetsning?
Ultrasonic Welding Technology använder högfrekventa vibrationer (ultraljud) för att exakt täta två termoplastiska komponenter tillsammans under andra gången. Under exakt tryck tätar anslutningen på mindre än 0. 2 sekunder.
Ultraljudsvågor vibrerar dussintals eller tusentals gånger per sekund. Denna vibration överförs till kontaktytan i direktkontakt med plastkomponenten. På grund av den höga akustiska impedansen vid gränsen för svetsområdet genereras höga temperaturer. Plast är en mycket dålig värmeledare och kan inte sprida värme förrän den ändras från ett fast tillstånd till ett flytande tillstånd. Applicera ett visst tryck, vilket får de två delarna att smälta samman som om de var en plastbit. När ultraljudssignalen stannar kommer delarna att härda igen. Detta är magin som skapar en ren och mycket stark svets mellan två komponenter. Styrkan hos svetssömmen är nära styrkan hos råmaterialet som bildades under formsprutning.
Ultraljudssvetsprocess
Steg 1- delar i fixturen
Två termoplastiska komponenter som måste monteras placeras tillsammans, en ovanpå den andra, i ett stödbo som kallas en fixtur.
Steg 2- Verktygets huvudkontakt
Titan- eller aluminiumkomponenten som kallas verktygshuvudet kommer i kontakt med den övre plastkomponenten.
Steg 3- Applicera tryck
Applicera kontrollerat tryck på delarna och klämma fast dem på fixturen.
Steg 4- Svetstid
Verktygshuvudet vibrerar vertikalt med en hastighet av 20000 (20 kHz) eller 40000 (40 kHz) per sekund under en exakt tid - även känd som svetstid. Varje komponent är exakt utformad för att rikta energi till specifika kontaktpunkter mellan de två komponenterna.
Mekanisk vibration överförs till ledgränssnittet genom termoplastiska material för att generera friktionsvärme. När bindningsgränssnittstemperaturen når smältpunkten smälter plasten och flöden och vibrationen stannar. Detta gör att den smälta plasten kan börja kyla.
Steg 5- Håll tiden
Klämkraften upprätthålls under en förutbestämd tid för att tillåta komponenterna att smälta när den smälta plasten svalnar och stelnar. Detta kallas innehavstid. Förbättrad bindningsstyrka och lufttät tätning kan uppnås genom att tillämpa större kraft inom hålltiden. Detta uppnås genom att använda dubbelt tryck vid olika punkter inom hålltiden.
Steg 6- dra tillbaka verktygshuvudet
När den smälta plasten stelnar, ta bort fixturen och dra tillbaka verktygshuvudet. Dessa två plastdelar är nu anslutna tillsammans, som om de formas ihop och tas bort från fixturen som en enda komponent.
Ultraljudssvetsning för plastmontering är en snabb, ren, effektiv och repeterbar process med extremt låg energiförbrukning. Inga lösningsmedel, lim, mekaniska fästelement eller andra förbrukningsvaror krävs och de färdiga komponenterna är robusta och rena.
Viktiga faktorer för ultraljudsplastsvetsning
Svetsningstiden och svetstrycket kan justeras enligt amplituden bestämd av konfigurationen av omvandlaren och svetsstången. Generellt sett är de viktigaste variablerna
1. Amplitudstång och omvandlare
2. Svetshuvudtryck
3. Svetsningstid
4. Håll tiden
Justeringar måste vara exakta. Om frekvensen är för hög eller signalen appliceras för lång, deformeras plasten lätt utöver anslutningspunkten. Om den applicerade energin är för svag kommer den att bilda en dålig anslutning.