超音波溶接のさらなる制御

特に組み立ての世界では、0.5 秒の間に多くのことが起こります。 1 つ以上のリベットを同時に挿入できます。 接着剤の複数のビーズを接着できます。

分配された。 また、2 つの熱可塑性プラスチック片を超音波溶接して使用可能な部品にすることができます。

30 年以上にわたり、超音波溶接は、アモルファスまたは半結晶性の熱可塑性プラスチックまたは熱可塑性複合材料で作られた部品を組み立てる一般的な方法です。 超音波溶接は、部品を互いに振動させて接合する摩擦溶接の一種です。

すべての超音波溶接機には、電源 (発電機)、コンピューター コントローラー、アクチュエーター (空気圧シリンダーまたはサーボ駆動ボールネジで駆動)、トランスデューサー、ブースター、およびソノトロード ホーンが備えられています。 トランスデューサー、ブースター、ホーンが超音波スタックを構成します。

電力は、伸縮する圧電結晶を含むトランスデューサーに送られます。 この動作により機械的振動が発生し、ブースターが増大してホーンに伝達され、ホーンが超音波エネルギーをジョイント界面に伝達します。

摩擦とヒステリシスの組み合わせにより、ジョイントで熱が発生します。 熱により各部品の少量のプラスチックが溶けます。 超音波振動が止まると、溶融材料が凝固し、溶接が完了します。 実際の溶接時間は通常 200 ～ 400 ミリ秒です。

メーカーは、速度に加えて、特に小型部品の場合、超音波溶接がクリーンで経済的であることを気に入っています。 また、サプライヤーがプロセス制御を強化し、複雑なプラスチック部品を溶接できる機械を開発していることも気に入っています。

たとえば、ハーマン ウルトラソニックス社は、ヨーロッパの自動車サプライヤーが 3D 形状のデイタイム ランニング ライトを超音波溶接できるようにする複合材ソノートライトを開発しました。 複合ソノトロードは、ソノトロード キャリアといくつかのソノトロード チップで構成されており、それぞれがスタンドアロン ユニットとして設計および調整されています。

先端は異なる高さで、溶接中に部品の輪郭に一致するように設計されています。 各チップの正しい振動を保証するために、チップはキャリアに取り付けられ、手動で周波数を調整および測定されます。 複合ソノトロードの正確な振動を保証するために、周波数、最小アイドリング電力、均一な振幅分布が調整されています。 次に、複合ホーンは負荷シミュレーションの下でレーザー測定されます。 必要な修正は機械で行います。

「超音波溶接の本当の成長期は 1980 年代と 1990 年代に来ました」と、超音波溶接機を統合し、スピン、赤外線、ホットプレート溶接システムも製造している Extol Inc. のセールスおよびマーケティング ディレクターである Bill Reed 氏は言います。 「今日、私たちは洗練の時代にいます。」

メーカーは、振幅、溶接時間、保持時間、エネルギー、電力、距離など、超音波溶接プロセスのすべての重要なパラメータを制御できます。 現在の技術により、オペレータはこれらのパラメータをハンドヘルド、ベンチトップ、自動およびロボット システムのコントローラに正確にプログラムすることができます。

振幅は、ホーンの面でのピークからピークまでの動きです。 Branson Ultrasonics Corp. は、ユーザーが溶接中にホーンの振幅を瞬時に増減できる振幅プロファイリング システムを備えています。

「溶接時間が 250 ミリ秒で、溶融温度に達するまでに 150 ミリ秒かかるとしましょう」と、Branson Ultrasonics Corp のマーケティングおよび製品開発ディレクターの Jeff Frantz 氏は言います。さらに 100 ミリ秒間溶融温度を保持すると、バリや部品マーキングが少なくなり、分子レベルでより強力な溶接が行われます。 この機能はあらゆる業界で使用されていますが、特に医療メーカーや家庭用電化製品メーカーのハイエンド製品で使用されています。」

Branson X-Port は、オペレーターが溶接プロセスをリアルタイムで追跡できる Windows アプリケーションです。 詳細なデータが提供されるため、溶接の変動を即座に認識して修正できます。 表示されるパラメータには、溶接時間、エネルギー、力が含まれます。 絶対距離; 速度; 全体崩壊と溶接崩壊。 そしてピークパワー。