Prinsipyo ng paggamit ng ultrasonic webbing cutting at welding

Prinsipyo ng Ultrasonic Cutting at Welding

Ang ultrasonic cutting at welding ay isang sub-larangan ng mga aplikasyon ng ultrasonic sa industriya, at ito ay lalong ginagamit dahil sa mga katangian nitong environment-friendly, mahusay, at kaaya-ayang tingnan.

Prinsipyo ng pagputol at hinang gamit ang ultrasoniko

Ang pagputol at pagwelding gamit ang ultrasonic webbing ay gumagamit ng high-frequency mechanical vibration na 20-40kHz, na naglilipat ng enerhiya sa ibabaw ng webbing na nakadikit sa pamamagitan ng welding head. 1. Pagpapalit ng Enerhiya: Ang ultrasonic generator ay nagko-convert ng enerhiyang elektrikal sa high-frequency mechanical vibration, na pinapalakas ng amplitude transformer at pagkatapos ay ipinapadala sa welding head. 2. Paglikha ng Frictional Heat: Ang welding head ay dumidiin sa webbing, na nagdudulot ng high-frequency friction sa pagitan ng mga hibla sa loob ng webbing, na agad na lumilikha ng lokalisadong mataas na temperatura na 500-1000℃. 3. Synchronous Welding at Pagputol: Ang mataas na temperatura ay natutunaw ang mga hibla ng webbing (tulad ng nylon at polyester), habang ang presyon ng welding head ay nagpisiksik sa natunaw na bahagi, na bumubuo ng isang malakas na weld layer. Kung gagamitin kasama ng isang partikular na cutting edge welding head, ang mataas na temperatura ay maaaring sabay na putulin ang webbing, na nakakamit ang pinagsamang "cutting + welding". 4. Pagpapalamig at Paghubog: Pagkatapos tumigil ang vibration, ang presyon ay pinapanatili sa loob ng 0.1-0.5 segundo, na nagpapahintulot sa welded area na lumamig at tumigas nang mabilis, na kumukumpleto sa proseso ng pagputol at pagwelding. (Ang mga sistemang niyumatik ay nagbibigay ng cushioning, na tinitiyak din ang paglamig at paghubog habang nagpuputol at nagwe-welding.)

Komposisyon ng ultrasonic cutting at welding system

Ang karaniwang ginagamit na ultrasonic plastic welding system ay binubuo ng tatlong pangunahing bahagi: isang ultrasonic generator (electrical box), isang ultrasonic transducer (vibrator), at isang ultrasonic mold (ulo ng mold, ulo ng welding, sungay).

Ultrasonic generator (kahon ng kuryente) Ultrasonic transducer (mga vibrator), ultrasonic molde (mga ulo ng molde, mga ulo ng welding, mga sungay)

1. Ultrasonic generator (kahon ng kuryente): Kino-convert ang kuryente mula sa pangunahing network sa isang matatag na high-frequency, high-voltage output.

2. Ultrasonic transducer (oscillator): Isang aparatong akustiko na nag-convert ng enerhiya, na nagbabago ng enerhiyang elektrikal tungo sa enerhiyang mekanikal.

3. Amplifier: Ang amplitude ng mechanical vibration ng transducer ay binabago sa pamamagitan ng isang paunang dinisenyong gain ratio.

4. Mga hulmahan (mga ulo ng hinang, mga sungay): Iniayon sa mga partikular na sukat ayon sa mga pangangailangan ng mga aplikasyon ng hinang at pagputol, at dinisenyo na may mga katangiang acoustic upang matugunan ang mga kinakailangan sa resonance ng ultrasonic system. Sa ibaba, gagamit ako ng ilang pormula upang ipaliwanag ang penomeno ng parameter tuning sa mga aplikasyon.

Enerhiya = Amplitude * Presyon * Oras * Constant K = Lakas * Oras

Ipinapakita ng mga pormula sa itaas na sa hinang at pagputol, ang amplitude ng ultrasonic wave (na maaaring itakda sa generator), ang presyon (presyon ng hangin o electric cylinder torque, pati na rin ang structural rigidity at hardness), at ang wave emission time ay positibong nauugnay sa epekto ng hinang at pagputol. Sa madaling salita, kung ang produkto ay hindi maayos na naputol, ang mga parameter na ito ay maaaring positibong isaayos. Ibig bang sabihin nito na mas mataas ang mga parametrong ito, mas mabuti? Siyempre hindi!

P = K∗A∗f∗δ, kung saan ang P ay kumakatawan sa lakas ng hinang, sa W;

K ay isang konstante na ang magnitude ay nauugnay sa pagpapadaloy ng tunog at pagpapakalat ng enerhiya ng materyal. Nangangahulugan ito na karaniwan nating sinasabi na ang iba't ibang materyales ay nangangailangan ng iba't ibang pagpipino ng parameter upang matugunan ang mga kinakailangan.

Isang Ang "" ay kumakatawan sa lawak ng hiwa ng hinang, na sinusukat sa metro kuwadrado (㎡). Ito ang ibabaw ng pagkakadikit ng hiwa ng hinang, kaya ang haba at anggulo ng gilid ng pagputol ay karaniwang tumutukoy sa lawak na ito.

f ay ang ultrasonic frequency, ibig sabihin sa teorya, ang mas matataas na frequency ay mas madaling i-weld. Gayunpaman, sa akustika, mas mataas ang frequency, mas mahirap makamit ang isang malaking amplitude; ang yunit ay Hz.

araw kumakatawan sa amplitude, na sinusukat sa metro (m). Sa teorya, ang mas malaking amplitude ay nagreresulta sa mas mahusay na hinang at pagputol. Gayunpaman, ang buhay ng pagkapagod ng mga metal na materyales ay nauugnay sa dalas, mga katangian ng materyal, stress, oras, presyon, at katigasan, at samakatuwid ay apektado ng iba pang mga parameter.

Anim na salik na nakakaapekto sa mga resulta ng ultrasonic cutting at welding:

Presyon + Oras + Istrukturang Mekanikal + Mga Materyales ng Produkto + Pag-debug

1. Presyon ng hinang gamit ang ultrasoniko

Ang paglalapat ng angkop na presyon sa ibabaw ng hinang ay nagiging sanhi ng paglipat ng materyal sa hinang mula sa elastiko patungo sa plastik, nagtataguyod ng molecular interdiffusion, at nag-aalis ng natitirang hangin mula sa hinang, sa gayon ay pinapataas ang pagganap ng pagbubuklod ng ibabaw ng hinang. Ang presyon sa pangkalahatan ay hindi hihigit sa 0.5 MPa.

2. Oras ng pagwelding/pagputol gamit ang ultrasonic (oras ng paglabas ng alon)

Mahalaga ang angkop na oras ng pagkatunaw at sapat na oras ng paglamig. Sa isang nakapirming init na output, ang hindi sapat na oras ay magreresulta sa hindi kumpletong hinang, habang ang labis na oras ay magdudulot ng deformation ng hinang, slag overflow, at kung minsan ay mga hot spot (discoloration) sa mga lugar na hindi hinang. Mahalagang tiyakin na ang ibabaw ng hinang ay sumisipsip ng sapat na init upang maabot ang isang ganap na tunaw na estado upang matiyak ang sapat na molecular diffusion at fusion. Kasabay nito, kinakailangan ang sapat na oras ng paglamig upang makamit ng hinang ang sapat na lakas.

3. Lawak ng ultrasoniko

4. Mekanikal na istruktura

Ang katumpakan at katatagan ng paggawa ng frame ay direktang nakakaapekto sa epekto ng hinang, lalo na para sa ilang mga produktong may katumpakan, kung saan ang mekanikal na istraktura ay dapat tumugma sa katumpakan ng produkto.

5. Mga Materyales ng Produkto

Ang mga salik tulad ng materyal ng mga hinang na bahagi, ang kanilang istraktura, kapal, at resistensya sa presyon ay direktang nakakaapekto rin sa epekto ng hinang.

6. Pag-debug ng kagamitan

Bilang konklusyon, para makamit ng isang produkto ang pinakamahusay na resulta ng ultrasonic cutting at welding, ang pag-debug ng kagamitan ay isa ring mahalagang garantiya. Ang flexible na pagtutugma at pagsasaayos ng iba't ibang mga parameter at ang on-site na pag-debug ng mga inhinyero ay may mahalagang papel.