بيت / مدونة / أخبار الصناعة / لحام البلاستيك بالموجات فوق الصوتية: العملية والمواد والتصميم المشترك والمعدات
طلب عرض أسعار
تصور خط إنتاج حيث تحتاج الآلاف من الأجزاء البلاستيكية المصبوبة بالحقن إلى وصلة دائمة مانعة لتسرب الماء كل بضع ثوانٍ. يستغرق اللاصق دقائق للمعالجة، واللحام بالمذيبات يخلق دخانًا وصداعًا في الفحص، وتضيف أدوات التثبيت الوزن والتكلفة. اللحام بالموجات فوق الصوتية للمواد البلاستيكية يكمل نفس المفصل في أقل من ثانية واحدة، بدون مواد مستهلكة، ولا غراء، ولا مصدر حرارة خارجي. وهذا هو السبب في أنها أصبحت طريقة الربط الافتراضية لكل شيء بدءًا من ألواح أبواب السيارة وحتى أغلفة المرشحات الطبية، بشرط اختيار زوج المواد وهندسة الوصلات بشكل صحيح.
يعمل اللحام بالموجات فوق الصوتية على تحويل الطاقة الكهربائية عالية التردد إلى اهتزاز ميكانيكي. يقوم المولد، الذي يُسمى أيضًا مصدر الطاقة، بتحويل الكهرباء الرئيسية إلى إشارة كهربائية بتردد 15 كيلو هرتز إلى 40 كيلو هرتز. يقوم محول الطاقة أو المحول بتحويل هذه الإشارة إلى اهتزاز ميكانيكي. يقوم الداعم بتعديل السعة. يقوم القرن، المعروف أيضًا باسم sonotrode، بتوصيل الاهتزاز إلى الجزء البلاستيكي العلوي. يتم تثبيت الأجزاء تحت الضغط في أداة التثبيت، ويضغط البوق على الجزء العلوي بينما يهتز بشكل عمودي على خط المفصل.
يؤدي الاحتكاك بين سطحي التزاوج إلى توليد الحرارة عند السطح البيني تمامًا. ينصهر اللدائن الحرارية، وتنتشر جزيئات كلا الجزأين، وعندما يتوقف الاهتزاز ويظل الجزء ثابتًا لبضع مئات من المللي ثانية، يتصلب المنصهر في شكل لحام غالبًا ما يكون قويًا مثل المادة السائبة.
هناك وضعان للتشغيل شائعان:
المزايا قابلة للقياس وليست نظرية. توفر دورات اللحام التي تتراوح من 0.5 إلى 1.5 ثانية إنتاجية لا يمكن أن يضاهيها اللحام اللاصق أو اللحام الساخن. لا يدخل أي مذيب أو لاصق أو مثبت ميكانيكي إلى المنتج، وبالتالي تتقلص فاتورة المواد ولا يوجد وقت معالجة. نظرًا لأنه يتم توليد الحرارة فقط عند الواجهة المشتركة، يظل باقي الجزء باردًا، مما يحمي المكونات الحساسة للحرارة وتفاصيل السطح الدقيقة. تتم العملية تلقائيًا بسهولة وتوفر وصلة نظيفة وخالية من الوميض ومناسبة للأختام المحكمة في المرشحات والصمامات والتغليف.
القيود مهمة بنفس القدر. يعمل اللحام بالموجات فوق الصوتية فقط مع اللدائن الحرارية، وتحتاج الدرجات شبه البلورية مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين إلى طاقة أكبر وتصميم مفصل دقيق أكثر من الدرجات غير المتبلورة مثل ABS أو البوليسترين. يجب أن تكون الأجزاء قادرة على نقل الاهتزاز إلى المفصل. قد لا يتم لحام الجزء الكبير المرن الذي يكون المفصل بعيدًا عن القرن بشكل موثوق. الأدوات خاصة بجزء معين؛ عادةً ما يعني التغيير في الهندسة الجزئية قرنًا جديدًا وتركيبًا جديدًا.
اختيار المواد هو أول شيء يجب القيام به بشكل صحيح. يلخص الجدول أدناه السلوك النموذجي لللدائن الحرارية الهندسية الشائعة. المادة المرجعية على مواد مثالية للحام بالموجات فوق الصوتية يتعمق أكثر في الراتنجات والخلطات الأقل شيوعًا.
| مادة | قابلية اللحام | ملاحظات عملية |
|---|---|---|
| ABS | ممتاز | منخفض الطاقة، متسامح، يعمل في المجال القريب والمجال البعيد |
| البوليسترين (PS) | ممتاز | سهل اللحام يميل إلى الوميض إذا كانت الطاقة عالية جدًا |
| البولي (كمبيوتر) | جيد | يحتاج إلى سعة يمكن التحكم فيها؛ خطر تكسير الإجهاد |
| مادة البولي بروبيلين (PP) | جيد | شبه البلورية. يحتاج إلى طاقة أعلى ومفصل القص |
| البولي ايثيلين (بي) | عادل | تدفق ذوبان عالي الهندسة المشتركة أمر بالغ الأهمية |
| نايلون (السلطة الفلسطينية) | جيد | يؤثر محتوى الرطوبة على الجودة؛ يفضل الأجزاء الجافة |
| بيت / بت | عادل | يتطلب سعة عالية وتصميمًا دقيقًا للتركيبات |
| بولي كلوريد الفينيل | عادل | تؤثر المثبتات على النتائج؛ التهوية الكافية اللازمة |
| بوم (أسيتال) | جيد | ممتاز with shear joints; avoid thin sections |
| PMMA (أكريليك) | جيد | اللحامات النظيفة مشاهدة لوضع علامات على السطح |
يمكن لحام المواد المختلفة فقط عندما تكون متوافقة كيميائيًا، بشكل عام، أزواج غير متبلورة إلى غير متبلورة أو شبه بلورية إلى شبه بلورية مع درجات حرارة انصهار مماثلة. سيؤدي فحص التوافق السريع قبل إنشاء الأدوات إلى توفير وقت أطول بكثير من أي ضبط لاحق للعملية.
تحدد هندسة المفصل ما إذا كان اهتزاز البوق يصبح لحامًا أم مجرد نقطة ساخنة. تصميمان كلاسيكيان يغطيان معظم التطبيقات.
تعمل الحافة المثلثة المصبوبة على وجه المفصل على تركيز منطقة الاتصال الأولية، لذلك يتشكل الذوبان بسرعة وبشكل يمكن التنبؤ به. إنه الاختيار القياسي للمواد البلاستيكية غير المتبلورة. يبلغ ارتفاع مخرج الطاقة النموذجي 0.3 إلى 0.7 ملم؛ يجب أن يتطابق العرض والزاوية مع سلوك ذوبان المادة.
تعتبر وصلة القص ملائمة للتداخل: حيث يتم دفع خطوة صغيرة من أحد الأجزاء إلى جزء التزاوج أثناء ذوبان المادة، مما يؤدي إلى إنشاء منطقة ذوبان مستمرة. تعتبر المواد البلاستيكية شبه البلورية مثل PP وPE أكثر موثوقية مع وصلة القص لأن العملية تخلق ذوبانًا رأسيًا يقاوم ميل المادة إلى الارتداد مرة أخرى. عادةً ما يحدد المصممون تداخلاً يتراوح بين 0.2 إلى 0.5 ملم لكل جانب.
تعتبر مفاصل الخطوة ومفاصل اللسان والأخدود وتصميمات الإزميل عبارة عن أشكال مختلفة تستخدم لمنع السائل أو التحكم في الوميض أو تقوية أقسام الجدران الرقيقة. مهما كانت الهندسة، يجب أن يلمس البوق سطحًا صلبًا ومستويًا قريبًا من المفصل. الأدوات مخصصة بالكامل: يتم تشكيل البوق وفقًا لمحيط الجزء ويحمل الجهاز الجزء السفلي دون تخميد الاهتزاز. بالنسبة لأشكال الأجزاء غير العادية، عادةً لا يمكن تجنب الأبواق والقوالب المُصنعة خصيصًا.
قوالب الموجات فوق الصوتية المخصصة لتطبيقات اللحام الدقيقة يناسب خيار القالب المخصص هذا الأشكال الهندسية غير العادية للأجزاء، مما يكمل الأدوات القياسية. إنه يدعم وظائف اللحام أو القطع أو الختم وهو مصنوع من الفولاذ الصناعي لتحقيق المتانة والأداء المتوازن. عرض المنتج → هناك أربعة متغيرات تحت سيطرتك: التردد، والسعة، ووقت اللحام، والضغط. يتم تثبيت التردد بواسطة الجهاز، عادةً 15 أو 20 أو 30 أو 35 كيلو هرتز. تناسب الترددات الأعلى الأجزاء الأصغر حجمًا والأكثر حساسية. السعة هي مسافة الاهتزاز ويتم ضبطها عن طريق نسبة التعزيز والقرن. يتم ضبط وقت اللحام والضغط على وحدة التحكم. تقوم الآلات الأكثر تقدمًا أيضًا بمراقبة مسافة اللحام، المعروفة باسم الانهيار، وارتفاع الجزء المطلق، مما يعطي اتساقًا أفضل بكثير من الوقت وحده.
تعود العيوب الشائعة إلى أسباب محددة:
يظهر اللحام بالموجات فوق الصوتية حيثما يجب ضم الأجزاء البلاستيكية الحرارية من حيث الحجم. يستخدمه موردو السيارات في لوحات العدادات وألواح الأبواب وخزانات السوائل وأغطية المصابيح. ويعتمد عليه صانعو الأجهزة الطبية في مرشحات الدم، والموصلات الوريدية، وأغطية الصمامات، ومكونات جهاز التنفس، لأن اللحام لا ينتج أي بقايا لاصقة ويمكن أن يكون المفصل محكم الإغلاق. تقوم مصانع الإلكترونيات الاستهلاكية بتجميع حزم البطاريات، وأغلفة الشاحن، وأغطية المفاتيح مع مكابس منضدية تعمل بأوقات دورات أقل من ثانية واحدة. تعمل نفس الفيزياء أيضًا على لحام الأقمشة غير المنسوجة، وهذا هو السبب في أن الشركات المصنعة التي تستخدم بالفعل معدات النسيج بالموجات فوق الصوتية غالبًا ما تجد الانتقال إلى لحام الأجزاء البلاستيكية أمرًا سهلاً.
بالنسبة للوظائف التي لا تبرر الضغط الكامل، مثل دفعات النماذج الأولية، أو تجميع السلسلة الصغيرة، أو لحام الإصلاح، أو المعالجة قبل عملية ثانوية، غالبًا ما تكون آلة لحام البقعة ذات البوق المحمول هي الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة.
AH-50Q آلة لحام البقعة بالموجات فوق الصوتية للأقمشة غير المنسوجة مثالية للنموذج الأولي، أو السلسلة الصغيرة، أو لحام الإصلاح، حيث تقوم ماكينة اللحام البقعية هذه بلحام الأكياس غير المنسوجة والأقنعة دون تسخين مسبق. إنه يوفر عرضًا قابلاً للتعديل وقوالب منقوشة قابلة للتبديل لتصنيع متعدد الاستخدامات. عرض المنتج → اختيار المعدات يتبع الجزء وليس العكس. ابدأ بحجم الجزء والمواد. قد يتم تقديم منتج استهلاكي صغير ABS بمفصل 1 مم بشكل مثالي بواسطة مكبس 20 كيلو هرتز مع خرج من 1 إلى 2 كيلو واط. يحتاج مكون السيارات PP الكبير الذي يبلغ طول التماس 300 مم إلى نظام 15 كيلو هرتز مع 3 إلى 4 كيلو واط لتوصيل سعة كافية إلى الطرف البعيد للمفصل. بالنسبة للأجزاء الرقيقة والحساسة، توفر الأجهزة ذات التردد 30 أو 35 كيلو هرتز طاقة أكثر لطفًا ويمكن التحكم فيها بشكل أكبر.
وضع التحكم هو القرار التالي. تعتبر وحدات التحكم الأساسية المستندة إلى الوقت مناسبة للأجزاء المستقرة والمفاصل البسيطة. اللحام على أساس المسافة، الذي يوقف اللحام عندما ينهار الجزء بمقدار محدد، يزيل تأثير تحمل ارتفاع الجزء. يضمن اللحام على أساس الارتفاع البعد النهائي للجزء بدلاً من مدة اللحام، وهو أمر مهم بالنسبة للأجزاء التي يجب أن تتحمل الضغط أو تُغلق بإحكام.
لا تتجاهل ميزانية الأدوات. غالبًا ما تكلف البوق والتركيبات نفس تكلفة الآلة نفسها، وهي خاصة بالمشروع. إذا كنت بحاجة إلى لحام عدة أرقام أجزاء، فاختر آلة تقبل المعززات والأبواق والتركيبات القابلة للتبديل بسرعة.
السلامة جزء من قرار الشراء. يجب أن تحتوي المكبس على بداية تشغيل بيدين، وغطاء أو ستارة واقية، وتوقف موثوق للطوارئ. دليلنا ل اعتبارات السلامة عند تشغيل آلة اللحام بالموجات فوق الصوتية يسرد العناصر المحددة للتحقق منها قبل التشغيل.
ماكينة لحام بلاستيك AH-DSL 15 كيلو هرتز 4200 واط للأجزاء الكبيرة تتعامل هذه المكبس عالي الطاقة مع المكونات البلاستيكية الحرارية الكبيرة والتجمعات غير المنسوجة. يتطلب إطارها المصبوب بالجاذبية، والتسوية بأربعة براغي، وزر الأمان المزدوج إنتاجًا بنتائج متسقة. عرض المنتج → يعتبر اللحام بالموجات فوق الصوتية للمواد البلاستيكية عملية ناضجة وقابلة للتكرار عندما تتم محاذاة ثلاثة أشياء: مجموعة مواد قابلة للحام، ومفصل مصمم لنقل الطاقة بالموجات فوق الصوتية، وآلة تتمتع بقدرة كافية من الطاقة والتحكم لحجم الجزء. ابدأ بجدول المواد، وتأكد من هندسة الوصلات مع صانع القوالب الخاص بك، ثم قم بمطابقة المعدات مع حجم الإنتاج. بهذا الترتيب، سيمنحك اللحام بالموجات فوق الصوتية مفاصل أسرع وأكثر نظافة وأقوى في كثير من الأحيان من أي شيء يمكن أن يقدمه المسمار أو المادة اللاصقة.
Copyright © تشانغتشو AoHeng الماكينات والشركة المحدودة All Rights Reserved
