Una piccola ricerca rivela che le saldatrici in plastica ad ultrasuoni possono essere acquistate in una varietà di frequenze, tra cui 15, 20, 27, 30, 35, 40, 50, 60 o 70 KHz. Come se questo non è Crea abbastanza confusione, ancora più frequenze molto probabilmente sono disponibili. Se Due potenziali fornitori consigliano frequenze diverse, che si fornisce il meglio informazioni? Se È già presente un saldatore ad ultrasuoni di una frequenza, è necessario acquistare un altro di una frequenza diversa ? Fa davvero importa?

Lo strumento giusto per il lavoro
Un produttore di dispositivi medici ha acquistato una saldatrice ad ultrasuoni da 20 kHz (Just come le altre dieci dieci macchine di proprietà) e spedito in un fornitore con istruzioni per avere l'utensile costruito per saldare un certo piccolo elettrico Assemblaggio. L'utensile è stato costruito per adattarsi alla macchina e all'assemblea in questione e la produzione è stata programmata per inizio. Quando La macchina è stata finalmente adattata per produrre parti accettabili, un richiamo di riduzione di 0.4 È stato installato il guadagno, il tempo di saldatura era meno di 70 millisecondi, la forza del morsetto era di circa 150 nuovi anni (richiedendo pressione dell'aria nel cilindro di meno Tale 0.5 bar), e l'impostazione del trigger della forza è stata impostata al più basso possibile Era come la caccia conigli con un elefante Pistola.

Quando Questo fatto è stato sottolineato, il fornitore si è ritenuto piuttosto impotente affermando, "questo è ciò che sono ci ha inviato a usare. " Due anni dopo, è stata formata una task force per affrontare la qualità irregolare proveniente da questo Processo. Dopo molte riunioni, i membri della Task Force hanno provato un altro fornitore che ha finalmente detto loro che loro non ha avuto lo strumento giusto per il lavoro.

Tariffa di riscaldamento
Il tasso di riscaldamento nella saldatura ad ultrasuoni è il risultato degli effetti combinati di frequenza, ampiezza e morsetto Forza. Nella maggior parte dei casi, il processo di saldatura ad ultrasuoni è una gara tra la distruzione del dettaglio congiunto da parte degli effetti combinati della forza del morsetto e dell'ampiezza e del calore che è generato da questi due effetti. Ripristinato, la plastica deve essere abbastanza calda da saldare prima che il dettaglio comune sia pestato Piatto.

Nell'equazione del tasso di riscaldamento, la forza del morsetto e la frequenza appaiono come moltiplicatori. La frequenza è solitamente fissata per una determinata macchina, quindi Let's Torna a questo. La velocità di riscaldamento in plastica varia direttamente e in proporzione alla forza del morsetto applicata. Applicare più forza del morsetto e il tasso di riscaldamento aumenta in proporzione diretta al Modifica.

Nella stessa equazione, tuttavia, il tasso di riscaldamento varia con il quadrato dell'ampiezza Aumentare l'ampiezza e il tasso di riscaldamento aumenta in modo drammatico.

An Fineworking delle leggi della fisica si traducono in una relazione inversamente proporzionale tra la frequenza di un saldatore ad ultrasuoni e la sua uscita ampiezza. Non c'è molta variazione dal produttore al produttore su questo. Anche se c'è una differenza all'uscita del convertitore / trasduttore tra macchine della stessa frequenza, la fisica di Sonotrode / corno Il design comporterà una capacità di ampiezza simile alla fine del strumento.

Utilizzando la massima ampiezza disponibile che produce risultati costantemente accettabili, danni minimizzati della parte e lunghi Sonotrode / corno La vita di solito è desiderabile. L'utilizzo di una macchina di una frequenza diversa consente fondamentalmente adattare la gamma di ampiezza disponibile alle caratteristiche dell'assemblea, da quando Il cambiamento di frequenza in una direzione ha molto meno effetto di il cambiamento di ampiezza nell'1 altro.

A proposito di plastiche
Una considerazione importante nel processo di saldatura ad ultrasuoni sarà il materiale. I materiali più morbidi non portano il suono e i materiali più difficili e richiederanno più ampiezza dallo strumento per ottenere una quantità utilizzabile di ampiezza all'articolazione. I materiali con temperature più elevate di fusione richiedono anche più ampiezza di alzarsi fino alla temperatura di saldatura prima che il dettaglio comune sia andato. La scelta di una macchina che è inferiore in frequenza e quindi più alta in ampiezza è spesso consigliabile con temperature morbide o alte materiali.

I materiali più rigidi possono essere danneggiati da un'elevata ampiezza e potrebbe riscaldare così rapidamente che il processo diventa incontrollabile. La saldatura troppo rapidamente può anche causare debole saldature. Pertanto, scegliere una macchina di frequenza più alta può affrontare questi problemi.

Limiti di progettazione degli strumenti
Le leggi della fisica che governano Sonotrode / corno Il design è correlato a lunghezza d'onda. La maggior parte dei fattori che riducono le prestazioni acustiche devono fare con trasversità Dimensioni; cioè, dimensioni perpendicolari alla direzione di ampiezza. Se Uno strumento ha una lunghezza d'onda più lunga (inferiore frequenza), può avere trasversale più grande Dimensioni.

Un'altra conseguenza di questo fattore è che una data dimensione del viso utensile sarà, in effetti, essere più piccolo rispetto alla lunghezza d'onda a frequenze inferiori le frequenze. Quindi tutte le altre cose uguali, uno strumento di frequenza inferiore sarà più semplice e potenzialmente più resistente di Uno strumento di frequenza più elevato che fa la stessa Applicazione.

Le macchine
I saldatori ad alta frequenza eseguono in genere piccoli strumenti - fare parti piccole e delicate con grande precisione. Loro tipicamente hanno piccoli diapositive a luce guidata da una piccola aria cilindri. I saldatori a bassa frequenza eseguono in genere grandi strumenti ad alto amplititude, rendendo parti più grandi fatte di materiali più morbidi Loro Tipicamente hanno vetrini grandi e pesanti azionati da aria più grande cilindri.

Il resto della storia
Tornando all'inizio dell'articolo, la risposta alla storia del produttore del dispositivo medico che non ha fatto Avere lo strumento giusto per il lavoro è stato quello di cambiare frequenze a 40 KHz.

L'assemblea stesso era piuttosto piccolo - un cilindro diviso longitudinario che era più piccolo di diametro di una matita e da qualche parte circa 30 millimetri in lunghezza. La saldatura era delicata perché La parete nominale era piuttosto sottile e c'erano componenti interni che erano facili da danni.

Il saldatore da 20 kHz era lo stesso fatto e modella il produttore utilizzato in tutto il suo Pianta. Era capace di circa 2000 Newton della forza del morsetto e l'impostazione minima della forza di trigger avrebbe dovuto essere circa 170 Newton. a meno di 70 millisecondi di tempo di saldatura, lo strumento non era ancora finito per piena ampiezza. Dato questo fatto e il booster di riduzione, è chiaro che l'Assemblea non ha bisogno di molta ampiezza a saldatura.

Con una macchina da 40 kHz, ampiezza disponibile sul Convertitore / Trasduttore lasciato cadere a metà e A 1.5 Booster era usato. Il tempo di saldatura è arrivato a oltre 650 millisecondi - una situazione molto più controllabile Il saldatore era in grado di circa 400 nettuini di forza del morsetto, quindi era ancora molto controllabile a circa 130 Newton, e un'impostazione del grilletto di forza di circa 80 newton ha funzionato molto bene.

Dal momento che Modifica dei saldatori, la società ha fatto milioni di parti accettabili con pochissime qualità questioni. È Incredibile Come molto meglio i risultati sono quando Usi lo strumento giusto per il Lavoro.

Tom Kirkland ha oltre vent'anni di esperienza come utente e fornitore di attrezzature per l'assemblaggio delle materie plastiche e utensili. È stato attivo in diverse società professionali, è un precedente presidente dell'Associazione del settore ultrasonico ed è ben versato in un'ampia varietà di plastica saldatura / unione processi. Tom ha condotto oltre un migliaio di sessioni di allenamento di assemblaggio di materie plastiche, presentazioni di conferenze e colloqui in molti Paesi. Attualmente è un consulente in saldatura di plastica ed è il proprietario di www.tributek.biz, un fornitore di parti e forniture per la saldatura in plastica