Eine kleine Forschung zeigt, dass Ultraschall-Kunststoffschweißmaschinen in einer Vielzahl von Frequenzen erworben werden können, darunter 15, 20, 27, 30, 35, 40, 50, 60 oder 70 kHz. als ob das nicht Erstellen Sie genug Verwirrung, noch mehr Frequenzen sind höchstwahrscheinlich Verfügbar. WENN Zwei potenzielle Anbieter empfehlen verschiedene Frequenzen, welche die beste Information bietet? WENN Ein Ultraschallschweißgerät einer Frequenz ist bereits vorhanden, gibt es erforderlich, ein anderes von einer anderen Häufigkeit zu kaufen? Ist es wirklich wichtig?

Das richtige Werkzeug für den Job
Hersteller eines medizinischen Geräts kaufte eine 20-kHz-Ultraschall-Schweißmaschine (nur wie die anderen zehn Maschinen, die es besitzen) und versandte es an einen Lieferanten mit Anweisungen, um das Werkzeugbau aufzubauen, um eine bestimmte kleine elektrische Montage zu schweißen. Das Werkzeug wurde auf der betreffenden Maschine und der betreffenden Montage errichtet, und die Produktion war geplant, um zu beginnen. Wann Die Maschine wurde schließlich angepasst, um akzeptable Teile herzustellen, ein Reduktionsverstärker von 0,4 Die Gewinn wurde installiert, die Schweißzeit war weniger als 70 Millisekunden, die Klemmkraft war ungefähr 150 Newton (erfordern den Luftdruck im Zylinder von weniger als 0,5 bar), und die Kraftauslösereinstellung wurde auf die niedrigste mögliche Einstellung eingestellt. Es war wie die Jagdkaninchen mit einem Elefanten-Waffe.

Wann Diese Tatsache wurde darauf hingewiesen, der Lieferant fühlte sich ziemlich mächtiger an, "Diese ist was sie schickte uns an verwenden. " Zwei Jahre später wurde eine Task Force gebildet, um die von diesem -Prozess stammende unregelmäßige Qualität anzusprechen. Nach vielen Treffen wurden die Mitglieder der Task Force einen anderen Lieferanten beansprucht, der schließlich erzählt wurde das sie hatte nicht das richtige Werkzeug für den Job.

Erwärmungsrate
Die Aufheizrate im Ultraschallschweißen ist das Ergebnis der kombinierten Wirkungen von Frequenz, Amplituden und Klemmkraft. In den meisten Fällen ist der Ultraschallschweißprozess ein Rennen zwischen der Zerstörung des Verbindungsdetails durch kombinierte Auswirkungen von Klemmkraft und Amplitude und der von diesen erzeugten Wärme zwei Effekte. Der Kunststoff muss heiß, der Kunststoff muss heiß werden, um zu schweißen, bevor das gemeinsame Detail geschlagen wird.

Bei der Heizratengleichung erscheint Klemmkraft und Frequenz als Multiplikatoren. Die Frequenz ist normalerweise für eine bestimmte Maschine fixiert, also Lassen Sie uns komm zurück zu das. Die Aufheizrate in Kunststoff variiert direkt und proportional zur Klemmkraft. Tragen Sie mehr Klemmkraft auf, und die Heizrate steigt in direktem Verhältnis zur Änderung.

In derselben Gleichung variiert jedoch die Heizrate mit dem Quadrat der Amplitude. Erhöhen Sie die Amplitude und die Heizrate erhöht sich dramatisch.

ein outworking der Gesetze der Physik führt zu einer umgekehrten proportionalen Beziehung zwischen der Häufigkeit eines Ultraschallschweißgeräts und seiner Ausgabe. Es gibt nicht viel Variation vom Hersteller zum Hersteller über dieses. Auch wenn ein Unterschied an der Ausgabe des Wandlers / Wandler Unter Maschinen derselben Frequenz, die Physik von sonotrode / Horn Das Design führt zu einer ähnlichen Amplitudenfähigkeit am Ende des Werkzeugs.

mit der höchsten Amplitude verfügbar, die konsequent akzeptable Ergebnisse, minimaler Teilschaden und langer Sonotrode / Horn Das Leben ist normalerweise wünschenswert. Durch Verwendung einer Maschine einer unterschiedlichen Häufigkeit kann grundsätzlich den Bereich der verfügbaren Amplitude an die Eigenschaften der Baugruppe anpassen, seit Die Häufigkeitsänderung in einer Richtung hat viel weniger Effekt als die Änderung der Amplitude in der anderen.

über Kunststoffe
Eine wichtige Betrachtung im Ultraschallschweißprozess ist das Material. Weichere Materialien tragen einfach keinen Ton sowie härtere Materialien und erfordern mehr Amplitude aus dem Werkzeug, um eine nutzbare Amplitude der Amplitude auf das Joint zu erhalten. Materialien mit höheren Schmelzentemperaturen erfordern auch mehr Amplituden, um die Temperatur der Temperatur vor dem gemeinsamen Detail vorzunehmen. Die Wahl einer Maschine, die in der Frequenz niedriger ist und daher in Amplitude höher ist, ist häufig mit weichen oder hohen Temperaturen ratsam.

Steifermaterialien können durch hohe Amplitude beschädigt werden und können so schnell heizen, dass der Prozess unkontrollierbar ist. Das Schweißen zu schnell kann auch zu schwachen Schweißnähten führen. Daher kann eine Maschine mit höherer Frequenz auswählen diese Probleme.

Werkzeugdesign-Einschränkungen.
Die Gesetze der Physik, die Sonotrode / Horn Design sind auf Wellenlänge verbunden. Die meisten Faktoren, die die akustische Leistung verringern, müssen mit Querzweckabmessungen zu tun; das heißt, Abmessungen senkrecht zur Richtung der Amplitude. WENN Ein Werkzeug hat eine längere Wellenlänge (niedriger Frequenz), kann größere Querträgerabmessungen aufweisen.

Eine weitere Folge dieses Faktors besteht darin, dass eine gegebene Werkzeuggesichtsgröße in der Tätigkeit in der Tätigkeit in der Nähe der Häufigkeit der Wellenlänge ist. So sind alle anderen Dinge gleich, ein niedrigeres Frequenzwerkzeug ist einfacher und möglicherweise dauerhafter als ein höheres Frequenzwerkzeug, das dieselbe tut.

Die Maschinen
Hochfrequenzschweißer laufen normalerweise kleine Werkzeuge - Machen Sie kleine, empfindliche Teile mit großartiger Präzision. Sie In der Regel haben kleine, leichte Rutsche, die von kleinen Luftzylindern angetrieben werden. Niederfrequenzschweißer führen typischerweise große Werkzeuge an hohen Amplituden aus, wodurch größere Teile aus weicherem Material hergestellt werden. Sie In der Regel haben große, schwere Rutsche, die von größeren Luftzylindern angetrieben werden.

Der Rest der Geschichte
Zurück zum Anfang des Artikels, der Antwort auf die Geschichte über den medizinischen Gerätehersteller, der nicht Haben Sie das richtige Werkzeug für den Job, um die Frequenzen auf 40 kHz zu wechseln.

Die montage selbst war ziemlich klein - ein in Längsrichtung aufgeteilter Zylinder, der im Durchmesser kleiner war als ein Bleistift und irgendwo um 30 Millimeter in der Länge. Die Schweißnaht war zart, da Die Nennwand war ziemlich dünn und es gab interne Komponenten, die leicht waren, beschädigungen.

Der 20-kHz-Schweißer war derselbe Machen und Modell des Herstellers, der in der gesamten Anlage verwendet wurde. Es war in der Lage, ungefähr 2000 Newtons der Klemmkraft, und die Mindestauslösungskrafteinstellung sollte ungefähr 170 Newtons betragen. bei weniger als 70 Millisekunden der Schweißtzeit, das Werkzeug hatte noch nicht bis zur vollständigen Amplitude ausgeführt. Angesichts dieser Tatsache und der Reduktionsverstärker ist es klar, dass die Montage nicht viel Amplitude für die Schweißnaht benötigte.

Mit einer 40-kHz-Maschine, verfügbarer Amplitude am Konverter / Wandler um halbiert, und ein 1,5 Booster war verwendet. Schweißtzeit kam bis zu über 650 Millisekunden - Eine viel steuerbare Situation. Der Schweißgerät war in der Lage, etwa 400 Newtons der Klemmkraft zu fähig, sodass es noch sehr kontrollierbar war, um etwa 130 Newtons noch sehr steuerbar war, und eine Kraftauslösereinstellung von etwa 80 Newtons arbeitete sehr gut.

Seit Wechselnde Schweißer hat das Unternehmen Millionen akzeptabler Teile mit sehr wenigen Qualitätsfragen gemacht. Es ist erstaunlich Wie viel besser die Ergebnisse sind wann Sie verwenden das richtige Werkzeug für den Job.

Tom Kirkland hat über zwanzig Jahre Erfahrung als Benutzer und Lieferant von Kunststoffmontagemaschinen und Werkzeugbau. Er ist in mehreren professionellen Gesellschaften tätig, ist ein vergangener Präsident der Ultraschallindustrievereinigung und ist in einer Vielzahl von Kunststoff-Schweißen / Beitritt Prozesse. Tom hat über tausend Kunststoffversammlung Trainingseinheiten, Konferenzpräsentationen und Gespräche in vielen Ländern durchgeführt. Er ist derzeit ein Berater im Kunststoffschweißen, und ist der Inhaber von www.tributek.biz, einem Lieferant von Teilen und Verbrauchsmaterialien für das Schweißen von Kunststoff.