Ултразвучна технологија пластичне монтаже се широко користи у вези термопластике. Зглобови произведени нису само јаки и издржљиви, већ и прелепи у изгледу. Ова технологија покрива четири главне категорије, међу којима је ултразвучно заваривање фокус истраживања. Ултразвучно заваривање користи високофреквентне ултразвучне енергије (15-50 кХз) да би се створила ниска амплитуда (1-100μм) механичких вибрација. Ова вибрација делује на зглобовима компоненти, топљајући термопластични материјал кроз трепту генерацију топлоте, а затим формира заваривање. Брзина заваривања је изузетно брза, обично између 0,1 секунди и 1,0 секунди.
Током ултразвучног поступка заваривања, синусоидни стални таласи се генеришу у термопластици. Због интермолекуларног трења, део енергије се претвара у топлотну енергију, што повећава температуру материјала. Други део енергије је концентрован и пребачен у зглоб, што је даље локално загревано граничним трењем. Стога, пут преноса ултразвучне енергије и понашања топљења материјала заједнички погођен геометријама дела и ултразвучне карактеристике апсорпције материјала.
Када је извор вибрације близак заваривању зглоба, материјал има мање губитка у апсорпцији енергије. Ако је удаљеност од извора вибрације у зглоб мањи од 6,4 мм, процес се назива заваривање у близини поља, што је погодно за кристалне материјале са високом енергетском апсорпцијом и ниским материјалима за крутости. Ако је удаљеност већа од 6,4 мм, то се зове далеки заваривање, што је погодно за аморфне материјале са ниском енергијом и материјалима високе крутоне.
Због "неравне" карактеристика зглобове, лако је генерисати високу температуру и велико трење, што погодује накупљању ултразвучне енергије. У многим ултразвучним апликацијама за заваривање, трокутасто прогут је дизајниран на површини горњег дела, који се зове и енергетски водич за производњу вибрације да се концентрише на зглоб.
Током ултразвучног поступка заваривања, енергија вибрације делује вертикално на површини зглобове, а врх извођача за енергетску водичу контактира заварени део под притиском. Због трења за производњу топлоте, велика количина топлоте се генерише на врху, узрокујући да се почне да се почне са ребром за и енергију. Цео процес заваривања може се поделити у четири фазе. Прво, врх Енерги Водич са ребром почиње да се топи, а стопа топљења постепено расте. Како је јаз на обе стране заједничког смањује, малтен енергетски водич за ребро у потпуности ће се проширити и контактирати део испод, а стопа топљења ће се у то време у то време смањити. Друго, горњи и доњи дијелови су у површинским контактима, а подручје топљења се даље проширује. Затим улази у стабилу топљења стабилности, у то време формира се растопљени слој одређене дебљине, праћено стабилној температурној области. Када се постигну унапред подешена енергија заваривања, време или друге контролне услове, ултразвучна вибрација ће се зауставити. Коначно, тврди се притисак, вишак топљења ће се стиснути из заваривања, а делови су повезани молекуларним везама и постепено се охлади.
Предности и недостаци ултразвучног заваривања
Како се технологија удруживања пластике широко користи у индустријском пољу, ултразвучно заваривање истиче се за брзу, економичну, једноставну интеграцију аутоматизације и подобност масовне производње. Његова стабилност заваривања је одлична, снага је такође висока, а време заваривања је краће од осталих процеса. Поред тога, ова технологија не захтева сложен вентилациони систем за уклањање дима или система хлађења да бисте уклонили вишак топлоте, са високом потрошњом енергије, већу ефикасност производње и ниже цене. Дизајн калупа је релативно једноставан и брзина промене калупа је брза, на тај начин побољшава стопу употребе и свестраност опреме. Вриједно је напоменути да се још увек не уносе ниједан други помоћни материјал за заваривање, заваривање остаје чист и без нечистоће, не утиче на биокомпатибилност опреме и веома је погодан за употребу у здравственој индустрији у здравственој индустрији са већим захтевима за чистоћу.
Међутим, ултразвучно заваривање се такође суочава са неким ограничењима. За производе са величином више од 250 ммк300 мм, дизајн главе заваривања постаје тежак и често је потребно користити више глава заваривања за синхроно заваривање или једну главу за заваривање за више заваривање за више заваривање. Поред тога, резултати ултразвучног заваривања уско су повезани са факторима као што су дизајн структуре за заваривање, убризгавање димензије димензије и деформације. Истовремено, ултразвучне вибрације могу проузроковати оштећење осетљивих електронских компоненти, иако се такви ризици могу смањити повећањем фреквенције и смањење амплитуде.
Поља апликација
Ултразвучно заваривање се широко користи у многим индустријама. На пример, у аутомобилској индустрији користи се за повезивање компоненти као што су фарови, надзорне плоче, дугмади и прекидачи; У електроничкој и електричној индустрији, ова технологија се такође често користи за повезивање компоненти као што су прекидачи, сензори и актуатори; Поред тога, ултразвучно заваривање је такође неопходно у производном процесу производа, као што су филтери, катете, медицинска одећа и маске у медицинском пољу. Истовремено, производња производа као што су блистере, торбе, контејнери за складиштење и млазнице у индустрији паковања такође користи од ефикасности и практичности ултразвучног заваривања.
Шалица за кафу је направљена од ПС материјала, а њен дизајн заваривања паметно комбинује утор и јастук за воду који не само да осигурава само стабилност везе, већ и побољшава ефикасност производње.
Електронски прекидач је направљен од АБС пластике и рафиниран ултразвучним заковитирањем.
Рефлектор је направљен од мешовитог материјала АБС и ПЦ-а и комбинује процес заваривања корака и ребара за енергетику за стварање јединственог структурног дизајна.
Електронска лампа користи композитни материјал АБС и ПММА, у комбинацији са изврсним процесом заваривања равних и енергетских ребара, представљајући јединствени стил дизајна.
Електрични прикључак комбинује чврсте материјале АБС и метала и осигурава стабилност и трајност њене везе кроз прецизно ултразвучно закопавање.
Медицинска боца је направљена од ПЦ материјала и паметно користи фузијски дизајн равне и завареве за енергију.
Бочица филтра за гориво је направљена од најлона 6-6, а њен дизајн паметно комбинује двоструке процесе шавова и заваривања.
Скупштина филтер мембране и памук који апсорбује звук користи композитни материјал најлона допираних са 30% стакленим влакнима и ситно је састављен кроз пробојни процес заваривања.
Електрични оквир користи композитни материјал ПС и бакрене матице и фино је направљен кроз ултразвучну инлаи технологију.
Ротор користи ПС материјал и комбинује паметни дизајн равне и завареве за провођење енергије.
Структура полимера
Молекуларна структура аморфне пластике насумично је дистрибуирана и нема смера фиксног аранжмана. Његова карактеристика је да постепено омекшава температурни опсег. Када ова врста материјала достигне температуру стаклене транзиције, постепено омекшава и на крају улази у течно растојало стање. Процес материјала од течности на очвршћивање је постепен. Аморфна пластика може ефикасно пренијети ултразвучне вибрације и због широког температурног опсега омекшавања, оне су лакше заваривати и постићи заптивање.
С друге стране, молекуларна структура полукристелне пластике је уредно уређена. Висока топлота је кључна за разбијање уредног уређења. Ова пластика имају оштре тачке топљења, а након што температура мало падне, течна држава ће се брзо учврстити. Стога ће се толљење из подручја врућег топљења који се точно учврстити брзо. Када је чврст, молекуларно понашање полукристелних материјала је попут пролећа, упијајући већину ултразвучних вибрација уместо да их преносе у заједничко подручје. Стога је за полукристелилну пластику, тражена је глава за заваривање са високим амплитудом да би се створила довољно топлоте.
Температура тг стакла Температура и тм температура топљења
Када се расправља о полимерној структури, поменули смо два важна температурна концепта: ТГ Температура транзиције стакла и температура топљења ТМ. ТГ је температура на којој се материјал мења из стаклене државе до високо еластичног стања, у то у коме материјал почиње постепено омекшати. ТМ је потребна температура да материјал потпуно растопи у течност. Ове две карактеристике температуре су пресудне за разумевање прераде и перформанси полимерних материјала.
Лева страна слике изнад приказује аморфну пластику, док десна страна приказује полукристелни пластику. У термопластици, пунила попут стаклених влакана, талка и минерала могу побољшати или инхибирати ефекат ултразвучног заваривања. Одређени материјали, као што су калцијум карбонат, каолин, талк, глиница, као и органска влакна, силика, стаклене куглице, калцијум метасиликат (Волластонит) и МИЦА, могу повећати тврдоћу смоле. Студије су показале да када садржај пунила достигне 20%, може ефикасно побољшати ефикасност преноса ултразвучних вибрација у материјалу, посебно за полукристелне материјале. Међутим, када садржај пунила прелази 35%, може се утицати поузданост печата због недовољног садржаја смоле у заваривању. Када садржај пунила достигне 40%, стаклена влакна ће се окупити на заједничкој позицији, што је резултирало недовољним садржајем смоле на заваривању, што заузврат утиче на снагу заваривања. Поред тога, током процеса убризгавања, дугачка стаклена влакна имају тенденцију да се акумулирају на ребрима за воду. Ефикасно решење је да се користи кратка стаклена влакна уместо дугих стаклених влакана.
Поред тога, када садржај пунила прелази 10%, абразивне честице у материјалу могу проузроковати хабање главе заваривања. Стога се препоручује коришћење челичног челичног челичног заваривања или главу заваривања титанијумског легура прекривеног прекривањем волфрамног карбида. У исто време, можда ће бити потребно да изаберете ултразвучни уређај виших снага како би се осигурало да се на зглобу генерише довољно топлоте.
С друге стране, док адитиви могу да побољшају укупне карактеристике перформанси или убризгавања материјала, они често имају инхибиторни ефекат на ултразвучном заваривању. Типични адитиви укључују мазива, пластификатори, модификаторе за ударце, успоравања пламена, бојила, средства за пенање и регресних смола. На пример, мазива попут воска, цинка стеарата, стеаринска киселина и естери масних киселина смањују коефицијент трења између полимерних молекула, чиме се смањује производњу топлоте. Међутим, овај ефекат је обично мањи у зглобу, јер је концентрација мазива ниска и равномерно распршена. С друге стране, пластификатори као што су органске течности са високим температурама или чврстих чврстих топљења материјала и смањеју крутост, али они смањују атракцију између унутрашњих молекула полимера и ометају пренос вибрационе енергије. Посебно су високо пластифицирани материјали попут винила врло неприкладни као и преносне материјале за ултразвучне вибрације. Поред тога, пластификатори као интерни адитиви могу током времена да се преселе на површину пластике, додатно утичу на ефекат ултразвучног заваривања. Слично томе, модификатори утицаја попут гуме такође смањују способност материјала за пренос ултразвучних вибрација, захтевајући већу амплитуду да растопи пластику.
Поратници за пламене, неоргански оксиди или халогенирани органски елементи (попут алуминијума, антимона, бора, хлора, брома, сумпора, у материјалу могу ефикасно потиснути ватрогасну тачку материјала или промијенити своје карактеристике сагоревања. Међутим, ови састојци често чине материјал непожељним, поготово када поставља поврат за пламен 50% или више, што ће значајно смањити количину завариваног материјала. За такве материјале су потребне високе ултразвучне опреме и заваривање са великим амплитудима, а заједнички дизајн се прилагођава да би се повећао удео материјала за заваривање.
Већина боја, укључујући пигменте и боје, не омета пренос ултразвучних вибрација. Међутим, они могу смањити количину завариваног материјала у заједничкој области. Конкретно, када садржај титанијум диоксида (ТИО2) прелази 5%, њен ефекат мазива ће постати очигледан, који ће имати инхибиторни ефекат на ултразвучно заваривање. У исто време, Царбон Блацк омета ће се уплогацију ултразвучне енергије у материјалу.
Средства за пењење смањују способност материјала да преноси ултразвучне вибрације, јер њихова ниска густина и велики број пора у молекуларној структури спречава ефикасну преношење енергије.
Када се основна смола (РЕГРИНД) помеша у материјал, то је потребно пажљиво проценити и контролисати и контролирати се да би се оптимизирала ефекат заваривања. У неким случајевима, регулација се не може користити у свим и 100% девичански материјал је потребан.
Поред тога, док средства за ослобађање плијесни, као што су цинков стеарат, алуминијум стеарат, флуорокарбони и силикони могу помоћи да се преносе у ињекционим деловима, могу да преносе на површини за убризгавање, могу пренијети коефицијент за зглобовање и смањити коефицијент трења материјала, чиме се смањују стварање топлоте и инхибирајући ултразвучно заваривање. Истовремено, агенти за ослобађање калупа такође могу проузроковати и хемијску контаминацију смоли и утицати на формирање одговарајућих хемијских обвезница. Силикони, посебно имају најзначајнији утицај. Стога, када користите средства за ослобађање калупа, потребно је пажљиво одабрати одговарајућу оцену и предузме мере да се то спречи да се пребаци на површину дела.
Поред тога, различите разреде материјала могу имати различите температуре топљења и индекси протока, што такође могу утицати на ефекат ултразвучног заваривања. На примјер, одложите оцене ПММА могу бити теже заварити од разреда убризгавања / екструзије због своје вишке молекулске тежине и температуре топљења. Стога, како би се добио најбољи ефекат заваривања, покушајте да одаберете материјале исте оцене за заваривање и осигурајте да је индекс протока два материјала сличан и топљење температурне разлике у року од 22 степена.
Садржај влаге материјала има значајан утицај на снагу заваривања. Хидроскопске материјале као што су ПБТ, ПЦ, ПСУ и најлон лако упијају влагу из ваздуха. Током поступка заваривања, ова апсорбована влага ће прокухати на високим температурама, а генерирани гас, ако је заробљен у заваривању, формираће поре и деградирати пластику, на тај начин утицали на естетику, чврстоћу и заптивање заваривања. Да би се то избегло, хидроскопски материјали треба да буду заварени одмах након убризгавања. Ако је непосредно заваривање није могуће, осушени делови треба да се чувају у сувом ПЕ кесу или постављене у пећницу на 80 степени током 3 сата пре заваривања.
Поред тога, приликом заваривања различитих врста материјала, посебна пажња треба да се исплати толтиптемтним температурама и молекуларном структури два материјала. Идеално стање заваривања је да топилна температура топљења два материјала не прелази 22 степени, а молекуларна структура је слична. Ако је разлике температуре топљења превелика, материјал са нижим тачкама топљења ће се прво растопити и протопити и неће пружити довољно топлоте да растопи материјал већим тачкама топљења. На пример, када је заваривање ПММА високих топљења ПММА-ом са малим топљењем ПММА, ако се енергетски проводник налази на ПММА-овом топљењем малим топљењем, најнижа топила је најнижа топљана зглобна зглоба и прво проток, узрокујући да енергетски проводник ублажи, што заузврат утиче на снагу заваривања.
Поред тога, материјална компатибилност је такође кључни фактор за успешно заваривање. Само хемијски компатибилни материјали, односно материјали са сличним молекуларним структурама, могу се заварити. Вриједно је напоменути да материјална компатибилност углавном постоји између аморфних материја, као што су АБС и ПММА, ПСММА, ПММА и ПММА и ПМ и модификовани ППО. Међутим, полукристална пластика као што је ПП и ПЕ, иако имају слична физичка својства, имају различите молекуларне структуре и стога немају материјалну компатибилност и не могу се заварити.
