Zautomatyzowane urządzenie do spawania ultradźwiękowego do poliwęglanu / polipropylenu

Zautomatyzowane zgrzewarki ultradźwiękowe 40 Khz do poliwęglanu / polipropylenu

Spawanie ultradźwiękowe polega na wykorzystaniu energii dźwięku o wysokiej częstotliwości do zmiękczenia lub stopienia tworzywa termoplastycznego w złączu. Części do połączenia są utrzymywane razem pod ciśnieniem, a następnie poddawane są wibracjom ultradźwiękowym zwykle o częstotliwości 20, 30 lub 40 kHz. Zdolność do pomyślnego spawania elementu zależy od konstrukcji urządzenia, właściwości mechanicznych spawanego materiału i konstrukcji elementów. Ponieważ spawanie ultradźwiękowe jest bardzo szybkie (czasy zgrzewania są zwykle krótsze niż 1 sekunda) i łatwe do zautomatyzowania, jest to powszechnie stosowana technika. Aby zagwarantować pomyślne spawanie dowolnych części, konieczne jest staranne zaprojektowanie komponentów i osprzętu, dlatego technika ta najlepiej nadaje się do masowej produkcji. Korzyści z tego procesu obejmują: efektywność energetyczną, wysoką wydajność przy niskich kosztach oraz łatwość produkcji zautomatyzowanej linii montażowej.

Parametr:

Zgrzewarka ultradźwiękowa składa się z czterech głównych elementów: zasilacza, konwertera, urządzenia modyfikującego amplitudę (powszechnie nazywanego wzmacniaczem) i narzędzia akustycznego znanego jako klakson (lub sonotroda). Zasilacz zamienia energię elektryczną z sieci o częstotliwości 50-60 Hz na źródło elektryczne o wysokiej częstotliwości pracujące przy 20, 30 lub 40 kHz. Ta energia elektryczna jest dostarczana do konwertera. Wewnątrz konwertera dyski z materiału piezoelektrycznego są umieszczone pomiędzy dwiema metalowymi sekcjami. Konwerter zamienia energię elektryczną w mechaniczną energię wibracyjną o częstotliwościach ultradźwiękowych. Energia wibracyjna jest następnie przekazywana przez wzmacniacz, który zwiększa amplitudę fali dźwiękowej. Fale dźwiękowe są następnie przekazywane do klaksonu. Klakson jest narzędziem akustycznym, które przenosi energię wibracji bezpośrednio na montowane części, a także wywiera nacisk zgrzewania. Drgania przenoszone są przez obrabiany przedmiot na obszar połączenia. Tutaj energia wibracyjna zamieniana jest na ciepło poprzez tarcie - to następnie zmiękcza lub topi tworzywo termoplastyczne i łączy ze sobą części.

Oto czynniki, które należy wziąć pod uwagę w procesie spawania ultradźwiękowego:

Szybkość ogrzewania
Szybkość nagrzewania w spawaniu ultradźwiękowym jest wynikiem połączonego wpływu częstotliwości, amplitudy i siły docisku. W równaniu szybkości ogrzewania siła zacisku i częstotliwość pojawiają się jako mnożniki. Częstotliwość jest zwykle ustalona dla danej maszyny. Szybkość nagrzewania tworzywa sztucznego zmienia się bezpośrednio i proporcjonalnie do przyłożonej siły docisku. Gdy przyłożona jest większa siła zacisku, szybkość ogrzewania wzrasta wprost proporcjonalnie do zmiany. Jednak szybkość nagrzewania różni się w zależności od kwadratu amplitudy - jeśli amplituda zostanie zwiększona, gwałtownie wzrośnie. Stąd istnieje odwrotnie proporcjonalna zależność między częstotliwością zgrzewarki ultradźwiękowej a jej amplitudą wyjściową. Jeżeli stosowana jest najwyższa dostępna amplituda, wyniki są stale akceptowalne, zwykle pożądane jest minimalne uszkodzenie części i długa żywotność sonotrody / klaksonu.
Tworzywo sztuczne
Ważnym czynnikiem w procesie spawania ultradźwiękowego jest materiał. Miękkie materiały nie przenoszą dźwięku, a także twardsze materiały i będą wymagały większej amplitudy od narzędzia, aby uzyskać użyteczną wartość amplitudy dla złącza. Materiały o wyższych temperaturach topnienia będą wymagały większej amplitudy, aby osiągnąć temperaturę spoiny przed zniknięciem szczegółów połączenia. Wybór maszyny o niższej częstotliwości, a zatem o wyższej amplitudzie, jest często wskazany w przypadku materiałów miękkich lub o wysokiej temperaturze. Sztywniejsze materiały mogą zostać uszkodzone przez wysoką amplitudę i mogą nagrzewać się tak szybko, że proces staje się niekontrolowany. Zbyt szybkie spawanie może również powodować słabe spoiny.
Ograniczenia w projektowaniu narzędzi
Prawa fizyki rządzące konstrukcją sonotrode / horn są związane z długością fali. Większość czynników zmniejszających parametry akustyczne dotyczy wymiarów poprzecznych - wymiarów prostopadłych do kierunku amplitudy. Jeśli narzędzie ma dłuższą długość fali (niższą częstotliwość), może mieć większe wymiary poprzeczne. Narzędzie o niższej częstotliwości będzie prostsze i potencjalnie trwalsze niż narzędzie o wyższej częstotliwości wykonujące tę samą aplikację.
Maszyny
Spawacze wysokiej częstotliwości zwykle używają małych narzędzi - tworząc precyzyjne małe, delikatne części. Zazwyczaj mają małe, lekkie prowadnice napędzane przez małe cylindry powietrzne. Spawacze o niskiej częstotliwości zwykle uruchamiają duże narzędzia przy dużych amplitudach, tworząc większe części z miękkich materiałów. Zazwyczaj mają duże, ciężkie prowadnice napędzane przez większe cylindry powietrzne.

Rodzaje łączenia
Ultradźwiękowa energia wibracyjna jest wykorzystywana w kilku różnych technikach montażu i wykończenia, takich jak:
Spawanie: proces generowania stopu na współpracujących powierzchniach dwóch części termoplastycznych. Po zatrzymaniu drgań ultradźwiękowych stopiony materiał zestala się i powstaje spoina. Wynikowa siła połączenia zbliża się do wytrzymałości materiału macierzystego; przy odpowiedniej konstrukcji części i połączeń możliwe są hermetyczne uszczelnienia. Spawanie ultradźwiękowe umożliwia szybki i czysty montaż bez użycia materiałów eksploatacyjnych.
Tyczenie: proces stapiania i reformingu termoplastycznego kołka w celu mechanicznego zablokowania odmiennego materiału na miejscu. Dzięki tej technice możliwe są krótkie czasy cyklu, szczelne zespoły, dobry wygląd końcowego montażu i eliminacja materiałów eksploatacyjnych.
Wstawianie: Osadzanie elementu metalowego (takiego jak wkładka gwintowana) we wstępnie uformowanym otworze w części termoplastycznej. Wysoka wytrzymałość, zmniejszone cykle formowania i szybki montaż bez narastania naprężeń to tylko niektóre z zalet.
Formowanie / formowanie: Mechaniczne wychwytywanie innego elementu zestawu przez ultradźwiękowe topienie i reformowanie grzbietu plastiku lub reformowanie plastikowej rurki lub innych wytłaczanych części. Zalety tej metody obejmują szybkość przetwarzania, mniejsze narastanie naprężeń, dobry wygląd i zdolność do przezwyciężenia pamięci materiału.
Zgrzewanie punktowe: technika montażu służąca do łączenia dwóch elementów termoplastycznych w zlokalizowanych punktach bez konieczności wykonywania uprzednio wykonanych otworów lub montażu energii. Zgrzewanie punktowe zapewnia mocną spoinę strukturalną i jest szczególnie odpowiednie do dużych części, arkuszy wytłaczanego lub odlewanego tworzywa termoplastycznego oraz części o skomplikowanej geometrii i trudno dostępnych powierzchniach łączących.
Cięcie: Wykorzystanie energii ultradźwiękowej do cięcia i uszczelniania dzianych, tkanych i nietkanych materiałów termoplastycznych. Dzięki tej metodzie możliwe są gładkie, uszczelnione krawędzie, które się nie rozplątują. Nie ma „ściegu” ani narostu grubości na krawędzi szczeliny, aby dodać luz do walcowanych materiałów.
Uszczelnianie tkanin / folii: Wykorzystanie energii ultradźwiękowej do łączenia cienkich materiałów termoplastycznych. Można uzyskać jasne, szczelne uszczelnienia w foliach i schludne, zlokalizowane spoiny w tekstyliach. Możliwe jest również jednoczesne cięcie i uszczelnianie. Dostępne są różnorodne wzorzyste kowadła, które zapewniają dekoracyjne i funkcjonalne wzory „ściegów”.

Funkcjonować

1. Automatyczne śledzenie częstotliwości: inteligentny system sterowania, automatyczne śledzenie częstotliwości.

2) regulacja amplitudy Nieskończenie: regulacja amplitudy Nieskończenie, wzrost i spadek amplitudy o 5%;

3) inteligentna ochrona: ochrona przesunięcia częstotliwości, ochrona przed przeciążeniem wyjścia, ochrona przed uszkodzeniem formy;

4 elementy elektryczne: wszystkie elementy pneumatyczne i główne elementy elektroniczne maszyny są importowane z Niemiec i Japonii;

5 struktura kadłuba: rama maszyny przyjmuje specjalną konstrukcję stalową i jest wykonana przez precyzyjną obróbkę aluminium CNC, rama jest bardziej precyzyjna i bardziej stabilna