超聲波塑膠件的案例
超聲波塑膠件結構設計注意事項
超聲波塑膠件結構設計注意事項
塑膠件的結構設計：超聲波焊接篇（上）
圖：超聲波焊接機的結構簡圖
然后，焊頭將接收到的高頻振動傳遞到待焊接塑膠件的界面，在該區域即兩個焊接的交界面處由于振動引起摩擦，因此會產生局部高溫，由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，當溫度達到此塑膠件本身的熔點時，兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，熔化的塑膠填充于接口間的空隙，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，形成牢固的結合。
圖：塑膠焊接結合的過程
超聲波焊接的優缺點：
在實際應用中使用超聲波焊接工藝有幾個吸引人的好處；但是，在使用超聲波焊接工藝之前必須了解這項技術的優缺點。
1、優點：
1)焊接速度快，效率高。絕大部分超聲波焊接可以在幾秒之內完成；
2)成本低。由于效率高，人工成本低，同時省去了大量夾具、粘合劑或者機械緊固件等的使用，因此超聲波焊接是一種非常經濟的塑膠件裝配方式；
3)強度高。超聲波焊接幾乎可以達到塑膠件本體強度的80%以上，在一些應用上甚至可以與注塑成型相媲美；
4）不改變塑料狀態，超聲波塑料焊接是一種固態工藝，可以通過精確控制，振動產生的高溫只會熔化塑膠而不會過度加熱導致降解，停止工作后會迅速冷卻固化，有助于保持塑料在連接前表現出的原始材料特性。
5)合理的塑膠件結構設計可以使得超聲波焊接達到一定程度的水密或氣密效果；
6)表面質量好，焊點美觀，可以實現無縫焊接；
7)工序簡潔，操作簡單，可以實現自動化焊接；
8)品質穩定，產品質量穩定可靠，焊接故障率低，適宜大批量生產；
9)超聲波焊接過程清潔，無需其他粘合劑，能源和材料效率高。
展開 塑膠件的結構設計：超聲波焊接篇（中）
生產后的塑膠件，如果表面殘留潤滑劑或脫模劑，會減少摩擦生熱從而阻礙焊接過程。同時，因雜質進入焊縫，會降低焊縫強度。雖然超聲波再加工時可將加工表面的溶劑、雜質等震開，但對于要求密封、或在高強度的情況下，應盡可能手動去除。在有某些要求的情況下，先清洗塑料件是必要的。
6、塑料吸濕性的影響
如果焊接濕塑料制品，加熱后含有的水分會變成蒸汽，焊接表面會出現氣泡，削弱焊接強度和密封性能。最好的做法是，具有吸水性的塑膠件應該在注塑完成后馬上進行超聲波焊接。如果不能馬上進行焊接，應該以裝有干燥劑的PE袋進行密封包裝；沒有密封包裝的吸水塑膠件，在焊接之前應該進行烘干。
7、除此之外，還有許多其它因素會影響焊接強度：
焊接區域面積。焊線越長，熔融塑料越多，焊接強度越大。但實際上，受注塑精度和治具等因素影響，焊接區域面積會比設計預想的要小很多。
注塑件尺寸精度和質量。注塑缺陷如空隙，會吸收超聲振動，影響能量傳遞。可能會導致零件表面燙傷和內部裂紋，以及較低的焊接強度。
二、塑膠件超聲結構的設計
1、超聲結構
通過超聲產生的能量是瞬時的，接縫面積越大，能量分散越嚴重，焊接效果越差，甚至無法焊接。另外超聲波是縱向傳波的，能量損失同距離成正比，遠距離焊接應控制在6cm以內。焊接線應控制在0.3~0.8mm之間為宜，工件的壁厚不能太小，否則不能良好熔接，特別是要求氣密的產品。等等以上這些限制條件說明要達到良好的焊接效果，必須要設計合理的超聲結構。
1）超聲線的含義
超聲線，叫法很多，也可以叫焊接線，超聲筋，焊接筋，導熔線，導能線，能量導向器等等。超聲線的主要特征是在其中一個配合表面上模制出一個 90° 或 60° 的小三角形筋。該小三角形筋將初始接觸限制在非常小的區域，并將超聲波能量集中在三角形的頂點。
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