超声波模具的详细描述:
超声波模具是熔接热塑性塑料制品的高科技技术,各种塑胶件均可使用超声波熔接处理,而不需添加粘接剂或其它辅助品,其优点是增加多倍生产率、降低成本、提高产品品质。很多人经常会有这样的想法:超声波模具的设计和生产一定是非常的简单。千万不要被误导,当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头,将给你的生产带来昂贵的损失——它会破坏焊接效果,甚至更严重的会直接导致换能器或发生器的损坏。因此超声波模具的设计绝不像它的外形那样简单,相反需要很多的专业知识和技能——如何保证焊头能够最经济的工作?如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上,形成持续稳定的焊接——在长兴电子,工程师将每一个环节都考虑得非常充分。
1、模具的振幅参数:
振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数,相当于铬铁的温度,温度达不到就会熔接不上,温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公 司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及 焊头,能够校正焊头的工作振幅以符合要求,通常换能器的输出振幅为10 — 20μm,而工作振幅一般为30μm左右,变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关,形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯 型变幅等,对变比影响很大,前后面积比与总变比成正比。公司选用的是不同公司品牌的焊接机,最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作,能保证振幅参数 的稳定。
2、模具频率参数:
任何公司的超声波焊接机都有 一个中心频率,例如20KHz、40KHz等,焊接机的工作频率主要由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)、和焊头(Horn) 的机械共振频率所决定,发生器的频率根 据机械共振频率调整,以达到一致,使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共 振频率都有一个谐振工作范围,如一般设定为±0.5 KHz,在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时,都会对谐振频率作调整,要求做到 谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ,如 20KHz 焊头,我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz,误差为5‰
3、振动节点:
焊 头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体,在工作状态下,两个端面的振幅,应力最小,而相当于中间位置的节点振幅为零,应力。节点位置一般设计为 固定位,但通常的固定位设计时厚度要大于3mm,或者是凹槽固定,所以固定位并不是一定为零振幅,这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失,对于叫声通常 用橡胶圈同其它部件隔离,或采用隔声材料进行屏蔽,能量损失在设计振幅参数时予以考虑
4、加工精度:
超声波焊头因为工作于高频振动情况下,应尽量保持一个对称设计,以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动(我们所用于焊接的焊头利用的是超声波 振动的纵向传递,对于整个谐振系统而言),不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的,对于特别薄的工件如锂 离 子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求非常高,我们所有的加工设备均采用数控设备(如加工中心等),这样才能保证加工出来的精度符 合要求。
5、模具使用寿命:
一只焊头的使用寿命关键决定于两个方面:一、材料,二、工艺。材 料 方面:超声波焊接要求金属材料有柔顺性好(声波传递过程中机械损耗小)好的特点,所以最常用的材料为铝合金及钛合金。材料是保证超声波模具寿命于熔接产品 效果的主要原因之一,模具完成的过程是复杂的。所以不仅是模具工程师设计务必慎重选择材质,亦需了解本身产品要求该使用何种材质,避免因疏忽而影响其 时 效与品质。
超声波焊接机应用范围:
汽 车零件:制造车身塑料零件,汽车车门、汽车汽车仪表、车灯车镜、遮阳板、内饰件、滤清器,反光材料、反光道钉、保险杠、拉索、摩托车用塑料滤清器、散热 器、制动液罐、油杯、水箱、油箱、风管、尾气净化器、托盘滤板;塑胶电子:预付费水表电表,通讯设备,无绳电话,手机配件,手机壳,电池壳,充电器、阀 控 式密封维护铅酸蓄电池,3寸软盘,U盘,SD卡,CF卡,USB接插件、蓝牙;玩具文具:文件夹,相册,折盒,PP中 空板,笔套,墨盒,硒鼓;医用 日用:手表,厨具,口服液瓶盖,点滴瓶盖、手机饰件,金柔刷,日用品,卫生用品,儿童用品,空气床垫,衣架,刀柄,园艺用品,橱具洁具,花洒,金柔刷,淋 浴头,防伪瓶盖,化妆品瓶盖,咖啡壶,洗衣机、空气除湿机,电熨斗、电水壶、吸尘器,音箱金属面盖及土木格栅等。