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超聲波在塑料加工中的應(yīng)用原理
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超聲波塑焊機產(chǎn)品描述:
1、超聲波塑焊機在塑料加工中的應(yīng)用原理: 塑料加工中所用的超聲波,現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙,在加壓的情況下,使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化,使接觸位塑料熔合,達(dá)到加工目的。
2、超聲波塑焊機的組成部分和原理 超聲波塑焊機主要由如下幾個部分組成:發(fā)生器、氣動部分、程序控制部分,換能器部分。 發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻(例如20KHZ)的高壓電波。 氣動部分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。 程序控制部分控制整部機器的工作流程,做到一致的加工效果。
3、超聲波塑焊機換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機械振動,經(jīng)過傳遞、放大、達(dá)到加工表面。 現(xiàn)在國內(nèi)應(yīng)用較多的發(fā)生器一般有兩種:一種是以美國BRANSON公司為代表,所采用的橋式功放電路保護(hù)電路采用相位保護(hù),工作頻率一般為20KHZ。其優(yōu)點是電轉(zhuǎn)換效率高,缺點是頻率調(diào)節(jié)電感調(diào)節(jié)范圍窄,頻率跟蹤性能較差。另一個缺點是功率不可能做得很大,最大也就是3KW左右;另一種是臺灣型機器,普遍采用B類功放、過流保護(hù)、橋式反饋。優(yōu)點是功率可以做得較大(如4.2KW),頻率跟蹤性能好,大功率情況下一般采用15KHZ的工作頻率。缺點是電轉(zhuǎn)化效率較低,15KHZ的工作頻率是人耳所能聽到的,反映出噪聲較大;另外還有瑞士、德國、日本的采用頻率自動跟蹤技術(shù)的機器。因其價格較高 ,國內(nèi)并不常見。換能器部分由三部分組成:換能器(TRANSDUCER);增幅器(又稱二級桿、變幅桿,BOOSTER);焊頭(又稱焊模,HORN或SONTRODE)。 ①換能器(TRANSDUCER):換能器的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號。將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A:磁致伸縮效應(yīng)。B:壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用,其優(yōu)點是可做的功率容量大;缺點是轉(zhuǎn)化效率低,制作難度大,難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬壓電陶瓷換能器的發(fā)明,使壓電效應(yīng)反效應(yīng)的應(yīng)用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高,大批量生產(chǎn)等優(yōu)點,缺點是制作的功率容量偏小?,F(xiàn)有的超聲波機器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個金屬的前后負(fù)載塊將壓電陶瓷夾在中間,通過螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。 ②變幅桿(BOOSTER):變幅桿本身就是一條金屬柱,通過形狀的設(shè)計,可以將換能器傳遞過來的振幅進(jìn)行放大,達(dá)到加工塑料件所需能量振幅,相當(dāng)于加熱的溫度,如我們常用的ABS、AS塑料所需的加工振幅為20μm左右;尼龍、聚丙稀所需的加工振幅為50μm左右。 ③焊頭(HORN):焊頭的作用是對于特定的塑料件制作,符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計為所工作的超聲頻率的半波長,所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過特別的設(shè)計;任何的改動均可能引致頻率、加工效果的改變,它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同,尺寸也會有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有:鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。
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