HOE ULTRASOON PROCES WERKT
Bij ultrasoon lassen worden hoogfrequente trillingen toegepast op de oppervlakken van twee delen door een trilgereedschap, gewoonlijk een "hoorn" of "sonotrode" genoemd. Lassen treedt op als gevolg van wrijvingswarmte die wordt gegenereerd op het grensvlak tussen de onderdelen. De ultrasone trillingen worden gecreëerd door een reeks componenten - de voeding, omzetter, booster en hoorn - die mechanische trillingen aan de onderdelen leveren.
De voeding neemt een standaard elektrische netspanning en converteert deze naar een werkfrequentie. In het volgende voorbeeld zullen we een gemeenschappelijke ultrasone lasfrequentie van 20 kHz gebruiken, hoewel lassen kan plaatsvinden over een bereik van 15 tot 60 kHz om aan specifieke behoeften te voldoen. Tijdens bedrijf verzendt de voeding elektrische energie op de opgegeven frequentie via een RF-kabel naar de converter. De omzetter maakt gebruik van piëzo-elektrische keramiek om de elektrische energie om te zetten in mechanische trillingen bij de werkfrequentie van de voeding. Deze mechanische vibratie wordt verhoogd of verlaagd op basis van de configuratie van de booster en hoorn. De juiste mechanische trillingsamplitude wordt bepaald door een applicatie-engineer en is gebaseerd op de thermoplastische materialen die in de onderdelen worden gebruikt.
De te lassen onderdelen worden mechanisch belast, meestal met een pneumatische actuator die de booster en hoorn bevat. Onder deze belasting worden de mechanische trillingen doorgegeven aan het grensvlak tussen de materiaaloppervlakken, die de trillingen richten om intermoleculaire en oppervlaktewrijving te creëren. Deze wrijving creëert warmte en een daaropvolgende smelt, die stolt tot een gelaste verbinding.
De basiscomponenten van een ultrasoon systeem zijn een voeding, een actuator en een stapel. De voeding neemt de netspanning op een nominale 120-240V en transformeert het in een hoogspanningsfrequent signaal. Het bevat ook de programmering die nodig is om de actuator te bedienen en op een gecontroleerde manier te stapelen om een gewenst lasresultaat te bereiken. De actuator, pneumatisch of elektrisch servo-georiënteerd, en beschikbaar als een zelfstandige werkeenheid of geïntegreerd in een geautomatiseerd systeem, verplaatst het ultrasone gereedschap naar de te verbinden delen. Het past de benodigde kracht op de materialen toe om de lasomstandigheden te helpen creëren.
De ultrasone stapel voltooit het systeem. Het brengt trillingsenergie over, door rechtstreeks contact met de onderdelen, naar het afdichtende / verbindende oppervlak. De stapel bestaat typisch uit drie items: de transducer of converter (hierboven beschreven), die de piëzo-elektrische keramische kristallen bevat die oscilleren met de frequentie van het toegepaste voedingssignaal. Terwijl deze kristallen oscilleren, breiden ze fysiek uit en krimpen ze uit, waardoor meetbare mechanische beweging (ook wel peak-to-peak amplitude genoemd) aan de uitvoerzijde van de transducer wordt gecreëerd.
Het tweede gedeelte, de booster, met een daaraan bevestigde ring in het middengedeelte, heeft twee functies: het fungeert als een montagepunt voor de stapel in de actuator en dient ook voor het versterken of verminderen van de uitvoerbeweging die in de transducer is gecreëerd.
Het derde en laatste onderdeel van de stapel is de hoorn (sonotrode) die contact maakt met de delen die moeten worden samengevoegd. De hoorn zal worden ontworpen om te passen bij het profiel van starre delen die moeten worden verbonden of kan een afdichtprofiel hebben toegevoegd aan zijn contactvlak in een film / textieltoepassing. Voor elke toepassing is de hoorn ontworpen om te combineren met de andere stapelcomponenten om het optimale niveau van amplitudeoutput te bereiken om ultrasoon lassen zo efficiënt mogelijk te laten plaatsvinden.
Zoek een professionele ultrasone apparatuur?
Klik op Altrasonic Technology om het te realiseren!
