ข่าว บริษัท เกี่ยวกับ ปัจจัยที่ส่งผลต่อความสำเร็จของการเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียง

เราทุกคนรู้กฎพื้นฐานของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก，พลังงานไฟฟ้าความถี่สูงกลายเป็นพลังงานกลความถี่สูง การสั่นสะเทือนซ้ำ ๆ นี้ถ่ายโอนไปยังพลาสติกความร้อนหรือโลหะ สร้างแรงเสียดทานและพลังงานระหว่างพลาสติกกับพลาสติก พลาสติกกับโลหะ หรือโลหะกับโลหะ

ในกระบวนการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก ความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานจะหลอมพื้นผิวพลาสติกทั้งสองเข้าด้วยกันในกระบวนการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกโลดโผน ทิปจะควบคุมทิศทางการไหลของพลาสติกที่หลอมเหลว，แบบฟอร์มแล้วกดในกระบวนการฝังน็อตอัลตราโซนิก ปลายเชื่อมจะฉีดน็อตเข้าไปในพลาสติก

การกำหนดค่าระบบอัลตราโซนิกต่างๆ สามารถเลือกได้ด้วยความถี่ที่แตกต่างกัน (15kHz-50kHz) และกำลัง (600W-4800W) หรือวิธีการควบคุมที่แตกต่างกัน เช่น เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกแบบใช้ลม เครื่องเชื่อมเซอร์โวอัลตราโซนิกหรือการใช้งานที่แตกต่างกันเช่นเครื่องเชื่อมแบบใช้มือถือ เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกที่ไม่ได้มาตรฐาน ช่างเชื่อมโลหะ ฯลฯ

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อผลลัพธ์ของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก: แม่พิมพ์ (แตรบนบวกฟิกซ์เจอร์ที่ต่ำกว่า), ความถี่， วัสดุ， การออกแบบแนวเชื่อม， พารามิเตอร์การเชื่อมและการฉีดอะไหล่เป็นต้น

ความถี่ของระบบเชื่อม

ความถี่ในการเชื่อมทั่วไปประกอบด้วย 15kHz，20kHz，30kHz，35kHz，และ 40kHzสามารถเลือกความถี่ในการเชื่อมที่เหมาะสมตามขนาดของผลิตภัณฑ์，ประเภทส่วนประกอบไฟฟ้าภายใน，ความแข็งแรงในการเชื่อม，ผลการเชื่อม ฯลฯ โดยทั่วไปสามารถอ้างถึงหลักการดังต่อไปนี้:

•  
• สำหรับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กและมีความแม่นยำสูง (ที่ประกอบด้วยบอร์ด PCB และส่วนประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ภายใน) การเชื่อมตัวเรือน มักใช้เครื่องเชื่อมแบบอัลตราโซนิก 40kHzมีแอมพลิจูดที่เล็กกว่าและมีแรงดันในการเชื่อมน้อยกว่าเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ภายใน
•  
• สำหรับผลิตภัณฑ์ขนาดเล็กที่มีความต้องการด้านรูปลักษณ์ สามารถใช้เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก 40kHz ได้แอมพลิจูดและแรงดันที่เล็กลงช่วยให้งานเชื่อมดูดีขึ้น
•  
• สำหรับการเชื่อมพลาสติกที่มีขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ มักจะใช้ 15kHz หรือ 20kHz
•  
• สำหรับวัสดุที่ค่อนข้างอ่อน เช่น PP หรือวัสดุที่มีความแข็งต่ำบาง ความถี่ต่ำและแอมพลิจูดขนาดใหญ่ โดยปกติจะใช้เครื่องเชื่อม 15kHz
•  
• สำหรับการเชื่อมระยะไกล - ฮอร์นเชื่อมอยู่ห่างจากสายเชื่อม ตัวอย่างเช่น หากระยะห่างนี้มากกว่า 12 มม.， ในโอกาสนี้สามารถใช้เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก 15kHz ได้
•  
• เครื่องเชื่อม 20kHz ใช้ได้กับการเชื่อมพลาสติกขนาดเล็กหรือขนาดกลางส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นความถี่ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานแบบอัลตราโซนิก

วัสดุ

•  
• สำหรับการเชื่อมพลาสติกด้วยอัลตราโซนิก จะใช้เฉพาะกับการเชื่อมเทอร์โมพลาสติกสำหรับเทอร์โมพลาสติกที่สามารถละลายได้ในช่วงอุณหภูมิที่กำหนดสำหรับพลาสติกเทอร์โมเซตติงนั้น มันจะสลายตัวในขณะที่ให้ความร้อน ดังนั้นจึงไม่สามารถเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกได้
•  
• ความสามารถในการเชื่อมของเทอร์โมพลาสติกขึ้นอยู่กับความแข็ง，โมดูลัสความยืดหยุ่น，ความหนาแน่น，ค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสี，ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน，ความจุความร้อนจำเพาะ，อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว (TG) หรืออุณหภูมิหลอมเหลว(TM)
•  
• โดยทั่วไป วัสดุที่มีความแข็งที่ดีจะมีความสามารถในการเชื่อมในสนามไกลที่ดีเยี่ยม เพราะมันส่งพลังงานการสั่นสะเทือนได้อย่างง่ายดาย วัสดุที่อ่อนนุ่มที่มีโมดูลัสความยืดหยุ่นต่ำจะเชื่อมได้ยาก เนื่องจากจะลดการสั่นสะเทือนของอัลตราโซนิกในทางตรงกันข้าม สำหรับการเชื่อมด้วยหมุดย้ำหรือเฉพาะจุด ยิ่งวัสดุนุ่มมากเท่าใด การเชื่อมก็จะยิ่งง่ายขึ้น
•  
• โดยปกติ พลาสติกจะแบ่งออกเป็นสองประเภทคืออสัณฐานและผลึกพลังงานอัลตราโซนิกสามารถส่งผ่านได้ง่ายในวัสดุอสัณฐานจึงง่ายต่อการเชื่อมอย่างไรก็ตาม มันไม่ง่ายนักที่พลังงานอัลตราโซนิกจะส่งผ่านในวัสดุที่เป็นผลึก ดังนั้นจึงต้องใช้แอมพลิจูดและพลังงานที่มากขึ้นสำหรับช่างเชื่อมอัลตราโซนิกในการเชื่อมวัสดุที่เป็นผลึก สายเชื่อมควรได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง
•  
• ความสามารถในการเชื่อมอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยต่างๆ เช่น ปริมาณน้ำ สารปล่อย สารหล่อลื่น พลาสติไซเซอร์ สารเสริมแรงสารตัวเติม เม็ดสี สารหน่วงการติดไฟ และสารเติมแต่งอื่นๆ และเกรดเรซินจริงนอกจากนี้ควรให้ความสนใจกับระดับความเข้ากันได้ระหว่างวัสดุต่างๆมีระดับความเข้ากันได้ระหว่างวัสดุบางเกรดและไม่ใช่เกรดอื่น
•  

• ควรพิจารณาว่าการเชื่อมเป็นแบบใกล้สนามหรือไกลสนามระยะห่างระหว่างปลายเชื่อมที่สัมผัสกับชิ้นส่วนพลาสติกและสายเชื่อมน้อยกว่า 6 มม. เรียกว่าการเชื่อมแบบใกล้สนาม ถ้าระยะห่างมากกว่า 6 มม. จะเรียกว่าการเชื่อมแบบสนามไกลยิ่งระยะทางไกลขึ้น การลดทอนการสั่นสะเทือนก็จะยิ่งมากขึ้น การเชื่อมจะยิ่งแรงขึ้น 

หัวเครื่องมือและหัวเชื่อม

โดยทั่วไปลูกค้าจะเลือกเครื่องมือและหัวเชื่อมยี่ห้อเดียวกันตราบใดที่ความถี่เท่ากันกับอุปกรณ์ ก็สามารถเลือกยี่ห้ออื่นได้

วัสดุของแตรเชื่อมอาจเป็นอลูมิเนียม ไททาเนียม หรือเหล็กกล้าอัลลอยด์แข็งวัสดุที่ใช้ทำเครื่องมืออาจเป็นอลูมิเนียม สแตนเลส และแม่พิมพ์เรซินวัสดุที่เลือกตามปกติจะขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุ ปริมาณวัสดุไฟเบอร์กลาส โครงสร้างและขนาดของตัวเชื่อมต่อ ความแข็งแรงในการเชื่อม และอายุการใช้งานตัวอย่างเช่น เพื่อยืดอายุการใช้งานของฮอร์นเชื่อม เหล็กอัลลอยด์ชนิดแข็งอาจเป็นทางเลือกหนึ่ง

ฮอร์นเชื่อมอัลตราโซนิกสามารถออกแบบและปรับให้เหมาะสมโดย FEA (การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์) ซึ่งช่วยให้วิศวกรประเมินการสั่นสะเทือนและแรงดันของหัวเชื่อมก่อนการผลิตจริงการออกแบบฮอร์นเชื่อมที่เหมาะสมที่สุดคือการออกแบบที่มีแอมพลิจูดเอาต์พุตที่สม่ำเสมอและความเค้นต่ำสุดในภาพด้านบน ภาพซ้ายคือการออกแบบฮอร์นเชื่อมก่อนการเพิ่มประสิทธิภาพ ภาพขวาคือการออกแบบฮอร์นหลังการปรับให้เหมาะสม

ในกระบวนการออกแบบและผลิตฮอร์นเชื่อม ความสมมาตรของฮอร์นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ฮอร์นแบบอสมมาตรจะทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบไม่มีแกน ซึ่งจะเพิ่มความเครียดของฮอร์นและทำให้ฮอร์นใช้การไม่ได้

การออกแบบเครื่องมือที่ดีก็มีความสำคัญเช่นกัน การเก็บเงินมีหน้าที่หลักสองประการ: จัดตำแหน่งชิ้นส่วนด้านล่างฮอร์นเชื่อมและพื้นที่เชื่อมที่มีความแข็งการรองรับแบบแข็งช่วยสะท้อนพลังงานอัลตราโซนิกไปยังสายเชื่อม ซึ่งเป็นสาเหตุที่เครื่องมือมักทำจากชิ้นงานที่เป็นโลหะ

เพื่อเพิ่มความทนทานของฮอร์นเชื่อมและยืดอายุการใช้งาน พื้นผิวของฮอร์นเชื่อมสามารถจัดการกับทังสเตนคาร์ไบด์หรือการชุบโครเมียมเครื่องมือสามารถออกแบบเป็นส่วน ๆ เพื่อให้เข้ากับผลิตภัณฑ์ได้ดียิ่งขึ้น.

พารามิเตอร์การเชื่อม

พารามิเตอร์การเชื่อมส่งผลต่อผลการเชื่อมในกระบวนการเชื่อมพารามิเตอร์เหล่านี้รวมถึงแอมพลิจูด ความดันในการเชื่อม แรงดันทริกเกอร์ ระยะการเชื่อม และพลังงาน

วัสดุพลาสติกที่แตกต่างกันต้องการแอมพลิจูดที่แตกต่างกัน แอมพลิจูดมักจะถูกปรับในการตั้งค่าเปอร์เซ็นต์ของซอฟต์แวร์ หรือปรับโดยการเปลี่ยนบูสเตอร์ที่มีอัตราส่วนต่างกันแรงดันในการเชื่อมสามารถปรับได้ด้วยปุ่มหมุนหรือการตั้งค่าซอฟต์แวร์ทริกเกอร์แรงดันคือเมื่อความดันถึงค่าที่ตั้งไว้หลังจากกดบนชิ้นส่วนพลาสติกจำนวนหนึ่ง อัลตราซาวนด์เริ่มทำงาน ค่าจะถูกปรับโดยปุ่มหมุนหรือการตั้งค่าซอฟต์แวร์

โหมดควบคุมหลายโหมดในกระบวนการเชื่อม:

โหมดไทม์

โหมดพลังงาน

โหมดการเชื่อมระยะทาง/ตำแหน่ง

พลาสติกชนิดต่างๆ ใช้โหมดการเชื่อมที่แตกต่างกันตัวอย่างเช่น วัสดุพลาสติกบางมักจะใช้โหมดพลังงาน ผลิตภัณฑ์ที่มีความคลาดเคลื่อนมิติขนาดใหญ่จะเชื่อมในโหมดระยะทาง ผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนดความคลาดเคลื่อนสูงจะเชื่อมในโหมดตำแหน่ง

นอกจากนี้ คุณสามารถตรวจสอบพารามิเตอร์ทั้งหมดในกระบวนการเชื่อม คุณยังสามารถตั้งค่าช่วงคุณสมบัติพารามิเตอร์เพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานผิดปกติของชิ้นงาน

การเชื่อมพลาสติกเป็นกระบวนการพิเศษ ในช่วงแรกของการพัฒนาผลิตภัณฑ์ เราควรทำงานอย่างใกล้ชิดกับผู้ผลิตอุปกรณ์อัลตราโซนิก โดยใช้ประสบการณ์ของพวกเขา เพื่อประเมินโครงสร้างผลิตภัณฑ์และการออกแบบสายเชื่อม และทดสอบผลิตภัณฑ์ตัวอย่างเพื่อปรับปรุงอัตราคุณสมบัติใน ภายหลังกระบวนการผลิตจำนวนมาก

https://www.ultrasoundwelder.com/supplier-428145-ultrasound-welder

https://www.plasticjoining.net/Ultrasonic-Welding-Press-pl3917525.html