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超声波

环保节能的连接技术

与其他热工艺相比,超声波技术在处理热塑性塑料、箔和织物时速度快、效率高且环保。 我们的产品用于所有塑料加工行业,例如汽车内外饰、过滤、卫生、工业纺织品、包装,以及环保领域。

超声波是如何工作的?

超声波发生器将市电电压转换成所设定的高频高压电流,并将其施加到振荡结构(三联组)上。三联组由换能器、调幅杆和焊头(焊接模具)组成。 换能器中的压电陶瓷片将接收来的高频电流通过其自身的伸缩作用转换成相同频率下机械振动,并将此振动继续传递给调幅杆和焊头,最终由焊头传递到焊接零件上。零件在吸收了垂直方向上引入的机械振动,并伴随着施压,其材质在接合或分离区域中发生边界表面和分子间的摩擦,最终结果导致结合区域的局部受热升温。 这种塑化使一个或多个工件能够以循环或连续的方式进行焊接、冲压、铆接或压花。

除了连接的作用外,超声波技术在环保领域被用来处理生物固体:不需要它进行局部加热,而是在液体中产生密集的空化气泡。 空化气泡的内爆会影响液体,使生物质被更好地转化利用。

超声波发生器产生电子超声波振动:它将电源电压从 230 伏提高到 1200 伏左右。 此外,发生器将交流电压的频率从 50 赫兹提高到 20000 到 35000 赫兹,并转移到振荡结构上,该结构由换能器器、调幅杆和超声波焊头模具组成。

换能器将传入的电振动转换为相同频率的机械振动。 它通过调幅杆传达到超声波模具,使机械振动保持恒定或放大。 超声波焊头是真正的焊接工具,按设计的每秒 20000 到 35000 次运动频率,做微米级振动,同时将振动能量引入要焊接的零件。

零件在吸收了垂直方向上引入的机械振动,并伴随着施压,其材质在接合或分离区域中发生边界表面和分子间的摩擦,最终结果导致结合区域的局部受热升温。 从而可以使用超声波进行焊接、冲压、铆接或压花等工序。

工艺

超声波焊接
超声波分切和焊接
超声波滚焊
超声波切割
超声波冲孔
超声波铆接
超声波压花
超声波热定型
超声波清洗
超声波裂解

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超声波的频率?

超声波是一种机械振动,频率为 16 kHz 至 1 GHz。 人类可以听到是低于 20 kHz 的声波,及可听声音。 500 kHz 以上的频率是高超音速的。 对于塑料加工的工业用途,适合的超声波范围为 20 kHz 至 100 kHz。 SONOTRONIC 的超声波系统设定在工作频段 20 kHz、30 kHz 或 35 kHz。

 

哪些塑料可以用超声波处理?

塑料由聚合的碳氢化合物组成。 塑料的大分子或多或少地相互缠绕在一起,没有交联(热塑性塑料)、弱交联(弹性体)或强交联(热固性塑料)。 (信息来源:www.kunststoffe.de

热塑性塑料(塑性体)是唯一可以用超声波焊接的塑料

热塑性塑料是可以在一定温度范围内变形的塑料。 这是通过加热到熔融状态来完成定型。 此外,通过冷却和再加热,变形可以重复任意次数(可逆地)。 热塑性塑料主要用于注塑件和挤压件。 热固性塑料和弹性体不能用超声波焊接。

热塑性塑料分为无定形和半结晶塑料

分子不以规则晶格排列的塑料称为无定形(希腊语 = 无形状)。 如果塑料的形态结构同时具有有序、结晶和无定形区域,则塑料是部分结晶的(来源:塑料基础知识)。

非晶塑料

非晶塑料通常很硬,并且对超声波振动具有良好的传输系数。 因此,可以将引入的能量带到更远距离的界面。 与半结晶塑料相比,加工无定形塑料所需的能量更少。

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无定形热塑性塑料的丝状分子

那些是无定形热塑性塑料

ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)
  • 汽车门板
  • 仪表盘
  • 汽车扰流板
  • 轮毂盖
PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)
  • 自行车车轮上的反光板
  • 飞机窗户
  • 牙科技术中的咬合板
  • 交通标识
PC(聚碳酸酯)
  • 玻璃镜片
  • CD盘
  • 遮阳板(滑雪护目镜或头盔)
ASA(丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯共聚物)
  • 汽车外饰件
  • 车库门
  • 空调外壳
Beispiele für mit Ultraschall schweissbare amorphe Thermoplaste

 

 

 

半结晶塑料

半结晶塑料是聚合物,其分子倾向于在液态和固态之间的过渡相中形成晶体结构的“构件”。 它们对超声波振动具有不利的传输系数,这就是为什么不能或只能进行有限的远场焊接的原因。

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半结晶热塑性塑料的丝状分子

那些是半结晶塑料

PA(聚酰胺)
  • 灯罩
  • 车内的燃油管路
  • 车内的平衡水箱
  • 车内的油门/刹车踏板
POM(聚甲醛)
  • 油箱
  • 家具制造中的把手
  • 厨房配件
  • 扬声器格栅
PP(聚丙烯)
  • 自行车头盔
  • 食品包装用的薄膜
  • 汽车保险杠
PE(聚乙烯)
  • 食品工业中的薄膜 / 包装
  • 简单的注塑成型零件,例如罐或管道
  • 矫形紧身胸衣
Beispiele für mit Ultraschall schweissbare teilkristalline Thermoplaste

 

 

 

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