Ultraschall-Kunststoffschweißgeräte
Die Übertragung von Schwingungen im Objekt bildet eine Welle. Es gibt zwei Bedingungen für die Bildung von Ultraschallschwingungswellen: eine ist die Schwingungsquelle und die andere ist das Ausbreitungsmedium. Die Klassifizierung von Ultraschall ist normalerweise wie folgt: Erstens wird sie nach der Schwingungsrichtung und der Ausbreitungsrichtung klassifiziert. Wenn die Schwingungsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung ist, spricht man von einer Transversalwelle.
Wenn die Schwingungsrichtung mit der Ausbreitungsrichtung übereinstimmt, spricht man von einer Longitudinalwelle. Die zweite basiert auf der Frequenzklassifizierung. Wir wissen, dass der empfindliche Hörbereich des menschlichen Ohrs 20 Hz bis 20000 Hz beträgt, daher werden die Wellen in diesem Bereich Schallwellen genannt. Wellen unterhalb dieses Bereichs werden als Infraschallwellen und Wellen außerhalb dieses Bereichs als Ultraschallwellen bezeichnet.
Die Welle breitet sich im Objekt aus und hat hauptsächlich die folgenden Parameter: einer ist die Geschwindigkeit V, der andere ist die Frequenz F und der dritte ist die Wellenlänge λ. Die Beziehung zwischen den beiden ist wie folgt: V=F.λ. Die Geschwindigkeit der Welle, die sich in derselben Substanz ausbreitet, ist konstant, daher ist die Frequenz unterschiedlich und die Wellenlänge unterschiedlich.
Darüber hinaus ist zu berücksichtigen, dass Wellen, die sich in Objekten ausbreiten, immer gedämpft werden. Je länger die Ausbreitungsstrecke ist, desto stärker ist die Energiedämpfung, die auch bei der Ultraschallverarbeitung berücksichtigt wird.
A. Anwendung eines Ultraschall-Kunststoffschweißgeräts,
Ultraschall wird in der Kunststoffverarbeitung verwendet und die vorhandenen Arbeitsfrequenzen betragen 15 kHz, 18 kHz, 20 kHz, 40 kHz. Das Prinzip besteht darin, die Spitzenposition der Longitudinalwelle zu verwenden, um die Amplitude auf den Spalt des Kunststoffteils zu übertragen. Unter Druck kollidieren die Moleküle im Kontaktteil der beiden Kunststoffteile oder anderer Teile mit dem Kunststoffteil, um zu schmelzen, und der Kunststoff an der Kontaktposition wird verschmolzen, um den Verarbeitungszweck zu erreichen.
B. Aufbau des Ultraschall-Kunststoffschweißgeräts
Das Ultraschall-Kunststoffschweißgerät besteht hauptsächlich aus folgenden Teilen: Generator, pneumatischer Teil, Programmsteuerteil und Wandlerteil.
Die Hauptfunktion des Generators besteht darin, das 50-Hz-Netzteil mit elektronischen Schaltkreisen in hochfrequente (z. B. 20-kHz) Hochspannungswellen umzuwandeln.
Die Hauptfunktion pneumatischer Komponenten besteht darin, die Druckarbeitsanforderungen im Prozess zu erfüllen, wie z. B. Druckbeaufschlagung und Druckhaltung.
Der Programmsteuerungsteil steuert den Arbeitsablauf der gesamten Maschine, um konsistente Verarbeitungsergebnisse zu erzielen.
Der Wandlerteil wandelt die vom Generator erzeugte elektrische Hochspannungswelle in mechanische Schwingung um, die übertragen und verstärkt wird, um die Verarbeitungsoberfläche zu erreichen.
C. Der Wandlerteil besteht aus drei Teilen: Wandler (TRANSDUCER); Verstärker (auch Sekundärstab, Horn, BOOSTER genannt); Schweißkopf (auch Schweißform, HORN oder SONTRODE genannt).
① Sensor (TRANSDUCER): Die Funktion des Sensors besteht darin, elektrische Signale in mechanische Vibrationssignale umzuwandeln. Zwei physikalische Effekte können angewendet werden, um elektrische Signale in mechanische Schwingungssignale umzuwandeln.
Antwort: Magnetostriktiver Effekt. B: Die Gegenwirkung des piezoelektrischen Effekts. Der magnetostriktive Effekt wird häufig in frühen Ultraschallanwendungen eingesetzt. Sein Vorteil ist die große Leistungskapazität. Seine Nachteile sind eine geringe Umwandlungseffizienz, eine schwer herzustellende und eine schwer zu industrielle Massenproduktion.
Seit der Erfindung des piezoelektrischen Keramikwandlers Langevin ist der umgekehrte Effekt des piezoelektrischen Effekts weit verbreitet. Piezoelektrische Keramikwandler haben die Vorteile einer hohen Umwandlungseffizienz und Massenproduktion. Der Nachteil ist, dass die erzeugte Leistungskapazität relativ klein ist.
Bestehende Ultraschallgeräte verwenden normalerweise piezoelektrische Keramikwandler. Piezoelektrische Keramikwandler werden hergestellt, indem piezoelektrische Keramik zwischen zwei vorderen und hinteren Metalllastblöcken eingelegt und durch Schrauben fest verbunden wird. Die Ausgangsamplitude eines typischen Wandlers beträgt etwa 10 um.
