超声波塑料件的结构设计

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塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构一、介绍塑料超声波焊接结构是一种常用的塑料焊接技术,通过超声波振动将塑料件的表面加热并压合,实现塑料件的连接。

本文将对塑料超声波焊接结构进行全面、详细、完整且深入地探讨。

二、原理塑料超声波焊接结构的原理是利用超声波振动将塑料件的表面加热并压合,实现塑料件的连接。

具体步骤如下: 1. 将需要焊接的塑料件放置在焊接工装中。

2. 通过超声波振动器将超声波传导到塑料件上。

3. 超声波振动使得塑料件表面分子产生摩擦热,温度升高。

4. 当温度升高到一定程度时,塑料件表面开始软化。

5. 在超声波振动的作用下,将两个塑料件的表面压合在一起。

6. 随着温度的升高和超声波振动的作用,塑料件表面的分子逐渐交错并重新排列,形成焊接接头。

7. 焊接接头冷却后,塑料件之间形成坚固的连接。

三、优点塑料超声波焊接结构具有以下优点: 1. 高效:焊接速度快,可以实现连续生产。

2. 焊接强度高:焊接接头强度高,与塑料件本身强度相当。

3. 无需添加其他材料:不需要焊接剂或胶水等辅助材料。

4. 焊接过程无污染:焊接过程中无产生烟尘、气味等污染物。

5. 适用范围广:适用于各种塑料材料的焊接。

四、应用领域塑料超声波焊接结构广泛应用于以下领域: 1. 汽车制造:用于汽车塑料件的连接,如车灯、仪表盘等。

2. 电子电器:用于电子电器产品的组装,如手机、电视机等。

3. 包装行业:用于塑料包装产品的制造,如瓶盖、塑料袋等。

4. 医疗器械:用于医疗器械的生产,如输液器、注射器等。

五、注意事项在进行塑料超声波焊接结构时,需要注意以下事项: 1. 焊接温度控制:要控制好焊接温度,避免过高或过低导致焊接质量下降。

2. 焊接压力控制:要控制好焊接压力,避免过大或过小导致焊接接头强度不足。

3. 焊接时间控制:要控制好焊接时间,避免过长或过短影响焊接效果。

4. 选择适当的超声波频率:不同塑料材料对超声波频率的要求不同,需要选择适当的频率。

浅谈塑料超声波产品的设计

浅谈塑料超声波产品的设计

浅谈塑料超声波产品的设计摘要:在超声波产品实际设计的过程中,应结合当前的实际工作特点与要求等进行合理的设计与掌控,并制定完善的管理方案与控制方案,结合当前的情况进行分析,了解超声波原理和利处,加大设计工作力度,并针对产品的结构进行合理设计,明确各方面要求与内容,并建立现代化的管理与控制体系,优化整体工作方式与方法,为其后续发展奠定坚实基础。

关键词:选材;设计;优点基本纲要:一、塑料超声波的选材和设计二、塑料超声波焊接结构的设计三、塑料超声的优点塑料超声波简介塑料超声波是当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区,由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。

又由于塑料导热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定压力后,使其融合成一体。

当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能接近于原材料强度。

一、塑料超声波产品材料的选择和设计塑料的性能影响超声波的成功焊接。

塑料的超声波焊接性取决于塑料对超声振动的衰减能力和熔化温度的高低以及物理性能如弹性模量、抗冲击性、摩擦系数及导热系数等等。

实验证明,塑料的焊接性G 正比于弹性模量E、导热系数λ、摩擦系数μ,反比于塑料的密度ρ、比热C、熔点t,如下式表示:G = K·E·λ·μ/ρ·C·t(W/m2·K)式中K -焊件形状因子,取决于焊件的壁厚、尺寸大小及焊头的形状尺寸E -塑料的弹性模量(GN/m2)λ -导热系数(W/m·K)μ -塑料的摩擦系数ρ -塑料的密度(kg / m3)C -比热(J /kg·K)t -熔点(K)通常限定选择特定用途材料的性能是那些使焊接变困难的性能如高的熔点或结晶度。

塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构摘要:I.塑料超声波焊接简介A.塑料焊接的定义B.超声波焊接的工作原理II.塑料超声波焊接结构分类A.结构形式1.点焊2.缝焊3.对接焊B.结构设计1.焊接模具2.超声波发生器3.焊接头III.塑料超声波焊接的应用领域A.电子行业B.汽车制造C.医疗设备D.包装行业IV.塑料超声波焊接的优势与局限A.优势1.焊接速度快2.焊接精度高3.节能环保B.局限1.焊接材料限制2.设备成本较高V.塑料超声波焊接技术的发展趋势A.自动化焊接B.超声波焊接新材料研究C.设备小型化、智能化正文:塑料超声波焊接是一种利用超声波振动能量将塑料材料熔接在一起的技术。

在塑料焊接中,超声波通过焊接模具传递到焊接材料上,使材料分子间产生摩擦热,从而实现熔接。

这种焊接方法具有速度快、精度高、节能环保等优点,广泛应用于电子、汽车、医疗设备、包装等行业。

塑料超声波焊接结构主要包括点焊、缝焊、对接焊等。

其中,点焊是在两个塑料部件的接触点产生焊接,常用于电子行业的连接器生产;缝焊是在两个塑料部件的接缝处进行焊接,广泛应用于汽车制造中的塑料零部件连接;对接焊是在两个塑料部件的端面进行焊接,常用于医疗设备和包装行业的容器及设备生产。

在塑料超声波焊接结构设计中,焊接模具、超声波发生器和焊接头是三个关键部件。

焊接模具用于固定待焊接的塑料部件,并传递超声波振动;超声波发生器产生超声波振动能量,通过焊接头传递给焊接材料;焊接头将振动能量集中于焊接部位,使塑料材料熔接在一起。

尽管塑料超声波焊接具有诸多优势,但也存在一定的局限性。

首先,焊接材料受到一定限制,仅适用于部分热塑性塑料;其次,设备成本较高,对生产成本有一定影响。

超声波模具的设计原理_概述说明以及解释

超声波模具的设计原理_概述说明以及解释

超声波模具的设计原理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述超声波模具是一种应用超声波技术进行加工和成型的重要设备。

它可以通过超声波的传导和振动作用,有效地加工各种材料,并实现精确的形状控制和高效率生产。

随着现代科学技术的不断进步,超声波模具在许多领域得到了广泛应用,如塑料成型、金属焊接、食品加工等。

1.2 文章结构本文将首先介绍超声波原理简介,包括超声波的基本概念、传播方式以及其与材料相互作用的特点。

接着我们将详细阐述超声波模具的设计要点,包括模具结构、材料选择、连接方式等方面。

然后,我们将深入探讨模具设计原理与超声波相互作用关系,分析超声波对模具加工过程的影响和作用机制。

同时,还会介绍模具制备方法与工艺流程,并提出优化措施以提高生产效率和产品质量。

最后,我们将重点讨论在模具设计中需要考虑材料属性、结构特征、连接方式及节能效果评估等因素和挑战,并给出相应的解决方案。

1.3 目的本文的目的是系统地介绍超声波模具的设计原理、制备方法与工艺流程,分析模具设计中需考虑的因素和挑战,并总结重述主要观点和结果。

同时,对超声波模具设计提出启示和展望,为相关领域研究人员提供参考和借鉴。

通过全面而深入地探讨超声波模具的设计原理和实操经验,我们可以更好地理解超声波技术在工程领域的应用潜力,并为优化设计和改进工艺提供指导。

2. 超声波模具的设计原理2.1 超声波原理简介超声波是指频率高于人类听觉范围(20kHz)的机械振动波。

在超声波模具设计中,利用超声波的特性可以实现高效的材料切割、焊接和成型等工艺。

超声波通过在模具中产生机械振动,将能量传递给材料,从而实现所需的加工过程。

2.2 模具的设计要点在超声波模具设计中,需要考虑以下要点:- 模具形状和尺寸:根据加工要求和材料特性确定模具形状和尺寸,以确保超声波能够有效传递到待加工材料上。

- 超声波振动系统:选择合适的超声波振动系统,并确保其能够输出所需频率和幅度的振动。

塑胶件的超声波焊接工艺下

塑胶件的超声波焊接工艺下
塑料件超声波焊接技术要求涉及多个方面。首先,焊口设计是基础,主要分为端面式和剪切式。端面式焊接能耗较小,适宜于非结晶聚合物焊接;剪切式则能耗较大,但焊接强度和抗疲劳性能优越。其次,近场焊接与远场焊接的选择也至关重要。近场焊接质量易于控制,而远场焊接耗能大且焊件伤害大,质量更难控制。在焊接工艺方面,需根据设备类型、操作频率和最大功率进行合理选择。此外,焊接构件设计时需注意上焊件和下焊件的结构特点,以确保焊接质量。上焊件应最小化初始接触面积,避免直角设计,而下焊件则需确保足够的强度和刚性。总之,塑料件超声波焊接技术要求综合考虑焊口设计、焊接方式选择接效果。

超声波模具制作步骤

超声波模具制作步骤

超声波模具制作步骤超声波模具是一种用于制造塑料制品的重要工具,它能够通过超声波的振动将塑料材料熔化并固化,从而实现塑料制品的成型。

下面将介绍超声波模具的制作步骤。

步骤一:设计模具结构需要根据所需制造的塑料制品的形状和尺寸,设计出合适的超声波模具结构。

在设计过程中,需要考虑到塑料材料的流动性、冷却效果以及模具的使用寿命等因素。

设计人员通常会使用计算机辅助设计(CAD)软件来完成模具结构的设计。

步骤二:选择合适的材料根据模具的使用要求和制造成本等因素,选择合适的材料来制作超声波模具。

常用的模具材料包括钢材、铝合金和塑料等。

钢材具有较高的硬度和耐磨性,适用于制作高精度和大批量生产的模具;铝合金则具有较低的密度和良好的导热性,适用于制作较大型的模具;塑料模具则适用于制作小型和简单结构的模具。

步骤三:加工模具零件根据设计图纸,使用机床和其他加工设备对模具零件进行加工。

加工过程包括铣削、钻孔、车削和磨削等工序,以确保模具零件的精度和表面质量。

加工过程中需要注意操作技巧和工艺要求,以避免模具零件出现尺寸偏差或表面缺陷。

步骤四:组装模具将加工好的模具零件进行组装。

组装过程需要根据设计图纸和装配工艺进行,确保各个零件的配合精度和稳定性。

组装过程中需要注意清洁和润滑,以减少摩擦和磨损。

步骤五:调试模具组装完成后,需要对模具进行调试。

调试过程包括模具的安装和调整,以及塑料材料的注入和成型试验等。

通过调试,可以检验模具的功能和性能,并进行必要的修正和改进。

步骤六:生产模具调试通过后,就可以进行模具的正式生产。

生产过程中需要根据产品的需求和生产计划,进行模具的安装和调整。

同时,还需要进行模具的维护和保养,以延长模具的使用寿命。

通过以上步骤,超声波模具就可以成功制作出来,从而实现塑料制品的高效生产。

超声波模具的制作需要专业的设计和加工技术,以及严格的质量控制,只有这样才能保证模具的质量和稳定性。

希望以上内容对超声波模具制作有所帮助。

超声波焊接塑料件的设计

超声波焊接塑料件的设计

超声波焊接塑料件的设计超声波焊接是一种常见的塑料焊接方法,它利用高频率的声波振动将塑料件的表面加热并压合,从而达到焊接的效果。

相比于传统的热熔焊接方法,超声波焊接具有快速、高效、环保、经济等优点,因此得到了广泛的应用。

在超声波焊接塑料件时,为了保证焊接效果,需要对塑料件的设计进行一定的考虑。

下面将探讨超声波焊接塑料件设计的一些要素。

1、材料选择超声波焊接适用于大部分塑料材料,例如ABS、PP、PE、PC等。

在选择材料时需要考虑到材料熔点、熔体流动性、工艺操作温度等因素。

同时也需要考虑到塑料件的用途和环境因素等。

不同的材料可能会呈现不同的熔化状态,选择合适的材料有助于提高焊接效果。

2、结构设计超声波焊接的结构设计需要考虑到焊接面积、夹紧方式、固定件的形态等因素。

同时还需要考虑到焊接面的平整度,避免因平整度不良导致焊接质量下降。

以及线缆的合理布局等因素。

3、设计焊接区域超声波焊接时需要将塑料件的焊接区域考虑在内,这通常要求在设计时将两个零件上的边缘设计成接触面。

在设计过程时也要注意一些特殊的形状,例如圆形、锥形、椭圆形等比较特殊的零件设计。

4、加强件的设计在一些合并的塑料件上设计加强件,能够帮助增强焊点的强度,提升焊接的质量。

例如在汽车零部件、家电等领域,经常使用加强件来增强焊点的结构强度。

5、生产工艺考虑在设计时还需要考虑到生产工艺方面,例如机器设备的限制、操作人员工艺水平等因素。

这需要对焊接过程进行一定的分析,为生产提供方便实用的方案。

总之,超声波焊接塑料件设计需要综合考虑塑料材料、加强件、结构、焊接区域等方面。

设计优秀的塑料件有助于提高超声波焊接的质量和效率。

塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构

塑料超声波焊接结构
塑料超声波焊接是一种将两个或多个塑料部件经过超声波振动加热,在一定压力下使其融合在一起形成一个整体的焊接方法,其焊接结构可以有以下几种形式:
1. 直接焊接结构:将两个或多个塑料部件的焊接面直接接触在一起,通过超声波振动加热并施加一定压力进行融合。

这种结构适用于要求焊接强度不高、形状简单的部件。

2. 嵌入焊接结构:在一个塑料部件上预先制造出适合其他部件嵌入的凹槽或凸起,然后将另一个部件放入凹槽或覆盖在凸起上,使用超声波焊接将其固定在一起。

这种结构可以提高焊接强度并增加部件的连接面积。

3. 穿透焊接结构:将一个或多个塑料部件的一部分部分穿透进入另一个部件内部,然后使用超声波焊接将其固定在一起。

这种结构适用于要求较高的焊接强度和密封性的部件。

4. 塞入焊接结构:将一个或多个塑料部件的一部分塞入另一个部件内部,然后使用超声波焊接将其固定在一起。

该结构适用于要求焊接强度和密封性的部件。

5. 交叉焊接结构:将两个或多个塑料部件的焊接面以交叉交错的形式接触在一起,通过超声波振动加热并施加一定压力进行融合。

这种结构适用于要求焊接面积大和连接强度高的部件。

这些焊接结构可以根据具体的应用需求和设计要求进行选择和调整,以满足焊接的强度、密封性、外观等要求。

超声波塑料件的结构设计

超声波塑料件的结构设计

.1塑料件的结构塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚,太薄的壁厚有一定的危险性,超声波焊接时是需要加压的,一般气压为2-6kgf/cm2 。

所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。

1.2罐状或箱形塑料等,在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点,从而产生烧伤、穿孔的情况(如图1所示),在设计时可以罐状顶部做如下考虑○1加厚塑料件○2 增加加强筋○3 焊头中间位置避空1。

3尖角如果一个注塑出来的零件出现应力非常集中的情况,比如尖角位,在超声波的作用下会产生折裂、融化。

这种情况可考虑在尖角位加R角.如图2所示。

1.4塑料件的附属物注塑件内部或外部表面附带的突出或细小件会因超声波振动产生影响而断裂或脱落,例如固定梢等(如图3所示)。

通过以下设计可尽可能减小或消除这种问题:○1 在附属物与主体相交的地方加一个大的R角,或加加强筋.○2 增加附属物的厚度或直径.1。

5塑料件孔和间隙如被焊头接触的零件有孔或其它开口,则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减(如图4所示),根据材料类型(尤其是半晶体材料)和孔大小,在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况,因此要尽量预以避免.1。

6塑料件中薄而弯曲的传递结构被焊头接触的塑件的形状中,如果有薄而弯曲的结构,而且需要用来传达室递超声波能量的时候,特别对于半晶体材料,超声波震动很难传递到加工面(如图5所示),对这种设计应尽量避免。

1。

7近距离和远距离焊接近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内,远距离焊接则大于6mm,超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。

衰减在低硬底塑料里也较厉害,因此,设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。

远距离焊接,对硬胶(如PS,ABS,AS,PMMA)等比较适合,一些半晶体塑料(如POM,PETP,PBTB,PA)通过合适的形状设计也可用于远距离焊接.1.8塑料件焊头接触面的设计注塑件可以设计成任何形状,但是超声波焊头并不能随意制作。

关于超声波结构的设计要点

关于超声波结构的设计要点

关于超声波结构的设计要点1. 超音波应用原理:利用超音波振动频率,接触摩擦产生热能使塑料熔融而结合,依目前较普遍的,即为每秒振动二万次﹙20KHZ﹚与每秒振动1.5万次﹙15KHZ﹚二种(另外尚有数种特殊振动频率)。

2.超声波结构一般来说,在设计超声波结构之前,需考虑•选择什么塑料•是否只需要结构性的熔接,如果需要的话,要求它能承受多少压力•是否需要水气密•是否有外观上的要求•是否允许有任何溢胶微粒的产生•是否还有其它特殊要求等问题。

3. 熔接面的设计准则那超声波结构设计中,最重要的就是熔接面的设计。

为了获得可接受的、稳定性高的熔接效果,必需遵循下述三项基本设计准则:1. 两熔接面的最初接触面积必须减小,以降低初期与最后的完全熔化所需要的总能量,使焊头与工件的接触时间降低至最少因而减低造成伤痕的机会,也因此减少溢胶;2. 提供一种能使二熔接面相互对位的方式,在搭配塑件的设计中可采用插针与插孔,阶梯或沟槽的方式,而不应采用固定在焊头或底模内的方式,这样可确保准确与稳定的对位并避免造成伤痕;3. 整个熔接面必须均匀一致与紧密接触,尽可能保持在同一平面,这样的形状能使能量均匀传导,有利于取得一致的与可控制的熔接效果,并且能减低溢胶产生的可能性;4. 熔接面有导熔线和剪切两种主要设计类形.4.1. 导熔线:导熔线实际上是在二熔接面之一上形成一条三角形凸出材料,导熔线的基本作用是聚集能量并且迅速把要熔接的另一面熔解,导熔线能快速熔解并达到最高的熔接强度,原因是导熔线本身的材料熔解并且流到整个熔接区域,导熔线设计是非晶型材料所采用最广泛的熔接面设计,当然半晶材料亦可采用这种设计.4.2. 导熔线的尺寸和位置取决于以下因素:1.材料;2.熔接要求;3.工件大小;导熔线必须愈尖愈好,圆顶或扁平的导熔线将减低熔胶流动的效率,当熔接相对容易熔接的塑料(如高硬度和低熔解温度的PS),建议导熔线的高度不可低于0.25㎜,若熔接半晶型或高熔解温度之非晶型塑料(如PC),导熔线高度不可低于0.5㎜;对于采用导熔线设计的半晶型塑料(如PA),熔接强度是来自导熔线三角型的底线之宽度.顶角随壁厚而改变;原则上导熔线设置在哪一边的塑件的熔接面上是没有任何分别的.但在熔接两种不同材料的特殊情况下,一般上是将导熔线设置在熔解温度和硬度较高的那一边的工件的熔接面上;导熔线的设计要有能相互对位的功能如插针与插孔,肋状对位片,沟槽设计,或需要良好的支撑.熔接区域不可放置顶针;4.3. 下面是几种比较典型的导熔线的结构设计:4.3.1. 阶梯熔接面一阶梯熔接面设计主要用于需要精确对位与完全不可接受过熔或溢胶出现在外露表面的高质量要求上;设计注意(图1.)围绕整个工件接口之额外0.25至0.64㎜的空隙,这新增的“影线(美工线)”设计特性使熔接完毕后接口四周将出现0.25至0.64㎜之空隙.如此会产生美观的效应,因为工件与工件之间的变形不易被发觉.如果完全密合,很可能会在某些位置出现溢胶,在别的位置却出现微隙;美工线的设置使微小的变形不易被察觉.这款导熔线设计采用与平头加导熔线设计一样的基本概念(就是:材料、熔接要求、工件大小).注意这款设计的壁厚要求最小尺寸为2㎜图片附件: 1.gif (2007-4-30 14:41, 10.02 K)4.3.2. 沟槽式之熔接面设计—这种设计的主要优点是能从裹外二面防止溢胶,并且可提供对位功能.由于熔胶被封,因此提高达到水气密的机会.也由于沟槽的设计需要一定的公差配合,因此也增加成型的困难度.同时,由于熔接面积的减少,往往造成它的熔接强度比不上平头接面设计,这款导熔线设计采用与平头加导熔线设计一样的基本概念(就是:材料、熔接加工要求、工件大小).注意这款设计的壁厚要求最小尺吋为2㎜图片附件: 2.gif (2007-4-30 14:49, 13.02 K)4.3.3. 咬花面设计--此设计是专为配合导熔线设计使用,熔接面有咬花形状可改善整体熔接质量和强度,原因在于粗糙面能增进摩擦与控制熔解(图3.).通常咬花深度0.076至0.152㎜,其变化视导熔线高度而定.往往得到的优点包括强度的增进、溢胶或微粒的减少、熔接时间的减短以及振幅的减低;图片附件: 3.gif (2007-4-30 14:54, 10.42 K)4.3.4. 十字交叉熔接面设计—在塑件的二熔接面上都设计导熔线并且使它们互呈垂直交叉,使初接触面减至最低并使大量的塑料熔接以增加熔接强度(图4).这种导熔线的每一段尺寸可采取标准导熔线尺寸的60%左右.若欲取得水气密的熔接效果,建议一方的导熔线设计采用如图5.所示之连续钩齿状.同时建议导熔线的顶角角度为600而非标准型的900,同时还建议把比钩齿状设计之导熔线设置在与焊头接触边的塑件上.应注意的是,此款设计将产生大量的溢胶,因此必须考虑溢胶的问题或采用有溢料槽设计的熔接面如沟槽式的熔接面设计图片附件: 4.gif (2007-4-30 15:04, 6.42 K)图片附件: 5.gif (2007-4-30 15:04, 8.72 K)4.3.5. 垂直于墙壁的导熔线设计—用于增加抗撕裂与减少溢胶(图6),这种设计仅适用于只需要结构性的熔接而已;4.3.6. 间断的导熔线设计—可减少熔接面积因此降低能量或所需的功率层级,这种设计只能用于非水气密的结构性熔接而已(图7);图片附件: 6.gif (2007-4-30 15:12, 6.7 K)图片附件: 7.gif (2007-4-30 15:12, 7.22 K)4.3.7. 凿子型导熔线—为壁厚不及1.524㎜之工件所采用(图10.)如果在此等薄壁厚之塑件上使用标准导熔线,熔接强度将会减弱.尖刀处可采0.381至0.508㎜之高度并且采用450角.由于熔接强度取决于导熔线之宽度,当采用此款导熔线设计时必须配合使用咬花面;4.3.8. 凿子型导熔线—为壁厚不及1.524㎜之工件所采用(图8)如果在此等薄壁厚之塑件上使用标准导熔线,熔接强度将会减弱.尖刀处可采0.381至0.508㎜之高度并且采用450角.由于熔接强度取决于导熔线之宽度,当采用此款导熔线设计时必须配合使用咬花面;图片附件: 8.gif (2007-4-30 15:16, 11.17 K)4.3.9. 特殊熔接面设计—为了使较难熔接的塑料或外型不规则之塑件达到水气密熔接,可能需要使用弹性油封与旋绕道以阻隔熔胶之流动.图9.显示一种配合“O”型环的熔接面设计.有一要点应注意“O”型环在熔接完毕后只压缩10%至15%而已.柱状塑件与插孔(大头柱子熔接)亦可成功的配合“O”型环以达到水气密;图片附件: 9.gif (2007-4-30 15:22, 4.29 K)4.4. 剪切的设计注意点:4.4.1. 剪切式熔接面设计—在熔接尼龙、乙缩醛、聚乙烯、聚丙烯和热塑性聚酯这类半晶型塑料时,采用导熔线设计有时是不能达到预期效果的.这是因为这类半晶型塑料在相对很狭窄的温度变化范围内迅速从固态再变回固态.导熔线熔化时还未来得及与对面塑件熔合即开始固化,因此熔接强度只赖由三角形之宽度所提供.因此当熔接以上塑料,如果外型许可的话的建议采用剪切式熔接面设计,可达到理想的熔接效果.剪切式熔接面的熔接过程是,首先熔化开始接触的小面积材料,然后沿着壁面继续垂直向下而有控制的导引入下工件裹头去(请观看图10).这种熔接方式绝对不会让四周的空气接触到熔解区域,因此可获得高强度的结构性或水气密的熔接.由于上述原因,剪切式熔接设计特别适用于半晶型塑料材料;熔接强度与熔接面垂直向下的熔接面积有直接关系.强度可由改变熔接深度去达到个别应用的熔接要求.注意:若熔接强要求超过墙壁的接强,建议熔接深度为壁厚之1.25倍;剪切式熔接需要有坚固的侧边墙壁支撑以避免熔接时变形.下工件的四周墙壁高度必须高至接口位置,内壁必须与工件外部型体完全吻合.上工件的整体结构也应十分坚固以防止内倾变形.对于熔接部位在墙壁中央位置,可采用图11.所示的变体沟槽设计.这种设计也适用于大型塑件的熔接.建议采用单边干涉如图12.所示图片附件: 10.gif (2007-4-30 15:35, 9.95 K)图片附件: 11.gif (2007-4-30 15:35, 3.69 K)图片附件: 12.gif (2007-4-30 15:35, 5.94 K)应当注意的是如果工件最大尺吋在89㎜或更大并且复杂或者有直角的转角就不宜采用剪切式熔接设计,因为这会给上下工件之间所必须保持的成型公差带来困扰.也就是难于保持稳定的熔接效果.在这种情况下只能建议采用导熔线设计.当只需要结构性熔接而已.(即不要求强度与水气密),可采用图13.所示的间断性的垂直导熔线设计.如此可减少整个熔接面积,也因此减少所需的能量或功率.伤痕出现的机会亦可大大的减少图14提供干涉尺吋与工件尺吋公差对应于最大之工件外形尺吋图片附件: 13.gif (2007-4-30 15:40, 7.3 K)图片附件: 14.gif (2007-4-30 15:43, 4.35 K)4.5. 熔接面设计的其它考虑:1.直角转角会聚集应力.如果塑件上面有若干应力聚集点,在经过超音波机械振动后,塑件的高应力区域如转角、边沿与交界处可能出现断裂或其它的伤痕.补救的措施是尽量增加转角之圆弧度(0.508㎜).请参阅图152.塑件上的孔位或缺口像气孔类的开口会阻断焊头传送出来的超音波能量(图16).它对熔接的影响取决于塑件材料种类(尤其是半晶型塑料)和开口的大小,在缺口的正下方几乎没有办法熔接.当塑件上有缺口或有转弯形状,塑料将会阻碍能量的传导,使能量更难到达熔接面,尤其是剪切式熔接.在塑件设计过程当中应特别注意避免此类问题的发生.由于钢模设计不当造成塑件内出现气孔,这种情况也会使能量传导受阻或使塑件穿孔;3.近场与远场熔接之对比一近场熔接指的是熔接面距离焊头接触位置在6.35㎜以内;大于6.35㎜的距离则为远场熔接(图17),如上所述,因为半晶型分子结构塑料会阻碍振动能量的传导,所以难以对它们作远场熔接.至于非晶型塑料,由于分子随意排列,振动能量容易在其间传导并且衰减也很小.在低硬度塑料裹头也会发生振动能量的衰减现象.因此在设计塑料产品过程当中应考虑到是否有足够的能量传达熔接面;图片附件: 15.gif (2007-4-30 15:52, 6.02 K)图片附件: 16.gif (2007-4-30 15:52, 9.93 K)图片附件: 17.gif (2007-4-30 15:52, 13.72 K)4.塑件的分肢,柄,或其它细节—机械振动会影响塑件内外表面上的各种突出物,可能造成断裂(图18.)下列各种措施能减低或消除这种影响:․将突出物与主体连接处设计成最大的圆弧状.․利用外加手段削减连接处的扭折.․增加材料的厚度.․评估采用其它频率的超音波5.薄膜效应—一种能量聚集效应造成塑件出现烧穿现象.在平的圆形的、壁厚较薄的位置最为常见,通过采取下列一个或结合数个措施可以克服这种现象(图19)․减少熔接时间․改变振幅․采用振幅剖析․在焊头上设计节点活塞․增加壁厚․使用内部支撑肋骨․评估其它频率6.焊头接触与放置位置在塑件熔接时可扮演举足轻重的角色.一般而言,焊头的尺寸应该大到足以遮盖整个工作,因此从顶直接施压在熔接区域上,(图20.)这有利于机械振动能量的传导并可避免接触面留下伤痕.焊头或塑件的表面也可以在熔接区域凸起以增进接触的效能;如此将改善熔接效果的稳定度,注意:焊头与工件的接触面必须大于熔接区域的总面积,否则将有可能导至表面伤痕.图片附件: 18.gif (2007-4-30 16:08, 7.8 K)图片附件: 19.gif (2007-4-30 16:08, 4.76 K)图片附件: 20.gif (2007-4-30 16:08, 12.5 K)另:1.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。

超声波焊接结构设计通用课件

超声波焊接结构设计通用课件
为了实现多材料、多工艺的复合焊接,需要深入研究不同材料之间的相互作用和兼容性,掌握各种材料的物理和化学特性, 优化焊接工艺参数,提高焊接质量和效率。同时,还需要研发适用于复合焊接的超声波焊接设备,提高设备的适应性和可靠性。
智能化、自动化的焊接设备与工艺
随着工业4.0和智能制造的推进,智能化、自动化的焊接设备与工艺成为未来超声波焊接的发展趋势。 通过引入人工智能、机器学习等技术,可以实现焊接过程的自动化和智能化控制,提高焊接质量和效 率。
为了实现智能化、自动化的焊接,需要深入研究焊接过程的物理和化学机制,建立完善的焊接数据库 和知识库,开发高效的算法和模型,提高设备的智能化和自主化程度。同时,还需要加强与自动化、 计算机科学等领域的交叉合作,推动超声波焊接技术的创新发展。
感谢观 看
THANKS
表面处理不当
焊接前对材料表面进行清洁和预处理, 去除油污、氧化膜等,可以提高焊接 强度。
材料不匹配
不同材料的声阻抗差异可能导致能量 传递效率降低,影响焊接强度。解决 方法是选择声阻抗相匹配的材料或采 用特殊的超声波焊接参数。
焊接参数不当
调整合适的焊接时间、压力和功率等 参数,以达到最佳的焊接效果。
焊接变形的问题
超声波焊接结构设 计通用课件
目 录
• 超声波焊接结构设计中的挑战与 • 未来超声波焊接结构设计的发展
01
超声波焊接技术概述
超声波焊接的定义与原理
超声波焊接定义
振动传递
超声波焊接是一种利用高频振动能量 来实现塑料、金属等材料连接的工艺 方法。
焊头将振动能量传递至工件,使工件 产生摩擦热和塑性变形,从而实现工 件之间的连接。
03
超声波焊接结构设计实例
塑料焊接结构设计

面向聚合物微器件超声波精密封接的阵列微导能结构

面向聚合物微器件超声波精密封接的阵列微导能结构
1 4] 有一定的随机性 , 进而影响了封接的精度 [ 。
量上存在一定的问题 。 超声波封接技术以其高效 率, 无其他物 质 引 入 , 局 部 产 热 等 优 点 在 MEM S 领 域 倍 受 关 注, 2 0 0 6 年, R. T r u c k e n m ü l l e r首 次 应用超声波封接技术实现了微流控芯片的封装及 微阀的组装 , 验证了超声波封接技术应用于 微泵 、
1 1] 效果最佳 [ ; B u c k l e y等将粗糙表面的形貌简化
1 引 言
制作成本低 、 易于 聚合物材料以其价格低廉 、 批量制作 等 优 点 已 经 广 泛 应 用 于 微 流 控 生 物 芯 片、 微型燃料电池 、 微阀 、 微泵等 MEM S 器件的制 造 。 随着聚合 物 材 料 在 MEM S领域越来越广泛 的 应 用, 聚合物微器件的快速精密封接已成为
[] 例如在聚合物 MEMS 制造技术中的关键 环 节 1 ,
采用近似的挤出流体理论来 为理想的矩形模 型 , 模拟润湿过程 , 其研究结果表明封接面的表面形 貌对聚合物的扩 散 润 湿 过 程 非 常 敏 感 , 差的表面 从而增加 平整度容易在封 接 面 产 生 不 均 匀 扩 散 ,
1 2 1 3] 缺陷发生的几率 [ 。
7 5 5
f e c t i v e l n dc a no b t a i nt h eu n i f o r ms e a l i n u r f a c ea n dh i hq u a l i t r e c i s es e a l i n . ya gs g yp g : ; ( ) ; ; o l m e rd e v i c e 犓 犲 狅 狉 犱 狊u l t r a s o n i cp r e c i s es e a l i n i c r o e l e c t r oM e c h a n i c a l S s t e m MEM S p e n y g M y 狔狑 ; e r o r i e n t e ds t r u c t u r e w e t t i n g y g

超声波模具设计方法

超声波模具设计方法

超声波模具设计方法超声波模具设计方法是一种基于超声波技术的模具设计方法,它主要用于制造汽车、航空航天、电子设备等领域的高精度零部件。

下面我将详细介绍超声波模具设计方法。

首先,超声波模具设计方法主要包括三个方面的内容:模具结构设计、超声波传感器设计和超声波传导设计。

模具结构设计是超声波模具设计的第一步,它主要涉及到模具的形状、尺寸、材料等方面的设计。

在模具结构设计中,需要考虑零件的几何形状、尺寸精度要求以及模具的加工难度和成本等因素。

此外,还需要考虑到超声波的传感器布置和传感器与模具的结合方式等因素。

超声波传感器设计是超声波模具设计的关键一环,它是用于检测工件零件的几何形状和尺寸的关键设备。

超声波传感器设计需要考虑到以下几个方面的内容:传感器的类型、传感器的工作频率、传感器的灵敏度、传感器的阻抗等。

在传感器的选择上,可以采用单元传感器、线阵传感器或者面阵传感器等。

超声波传导设计是超声波模具设计的第三步,它主要是通过超声波传感器将超声波信号传导到被测零部件上。

超声波传导设计需要考虑到超声波传导的方式、传导介质的选择、传导路径的设计等。

在传导介质的选择上,可以采用空气、水、油、塑料等材料。

在超声波模具设计的过程中,需要进行一系列的工艺试验和数值模拟分析。

通过工艺试验,可以验证超声波模具设计的可行性,并确定超声波模具的参数。

通过数值模拟分析,可以评估超声波模具设计的性能,并优化超声波模具设计。

此外,超声波模具设计还需要考虑到制造和装配的可行性。

在制造方面,需要考虑到模具的加工难度和加工精度,并选择合适的制造工艺。

在装配方面,需要考虑到模具的排气和冷却等问题,并进行合理的装配设计。

总之,超声波模具设计方法是一种基于超声波技术的模具设计方法,它可以提高零部件的加工精度和质量,并减少加工成本和制造周期。

通过对模具结构设计、超声波传感器设计和超声波传导设计的合理设计和优化,可以实现超声波模具设计的最佳效果。

同时,超声波模具设计还需要考虑制造和装配的可行性,以确保超声波模具的可实施性和可靠性。

汽车内外饰塑料件产品结构设计准则

汽车内外饰塑料件产品结构设计准则

产品结构设计准则--支柱( Boss )+ M6 A- i0 Z" O" C:基本设计守则支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。

空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。

这些应用均要有足够强度支持压力而不致於破裂。

支柱尽量不要单独使用,应尽量连接至外壁或与加强筋一同使用,目的是加强支柱的强度及使胶料流动更顺畅。

此外,因过高的支柱会导致塑胶部件成型时困气,所以支柱高度一般是不会超过支柱直径的两倍半。

加强支柱的强度的方法”尤其是远离外壁的支柱,除了可使用加强筋外,三角加强块”Gusset plate的使用亦十分常见。

一个品质好的螺丝/支柱设计组合是取决於螺丝的机械特性及支柱孔的设计,一般塑胶产品的料厚尺寸是不足以承受大部份紧固件产生的应力。

固此,从装配的考虑来看,局部增加胶料厚度是有需要的。

但是,这会引致不良的影响,如形成缩水痕、空穴、或增加内应力。

因此,支柱的导入孔及穿孔”避空孔的位置应与产品外壁保持一段距离。

支柱可远离外壁独立而处或使用加强筋连接外壁,後者不但增加支柱的强度以支撑更大的扭力及弯曲的外力,更有助胶料填充及减少因困气而出现烧焦的情况。

同样理由,远离外壁的支柱亦应辅以三角加强块,三角加强块对改善薄壁支柱的胶料流动特别适用。

收缩痕的大小取决於胶料的收缩率、成型工序的叁数控制、模具设计及产品设计。

使用过短的哥针、增加底部弧度尺寸、加厚的支柱壁或外壁尺寸均不利於收缩痕的减少;不幸地,支柱的强度及抵受外力的能力却随着增加底部弧度尺寸或壁厚尺寸而增加。

因此,支柱的设计须要从这两方面取得平衡。

1)支柱位置2)支柱设计不同材料的设计要点ABS一般来说,支柱的外径是内径的两倍已足够。

有时这种方式结果支柱壁厚等於或超过胶料厚度而增加物料重量和在表面产生缩水纹及高成型应力。

严格的来说支柱的厚度应为胶料厚度的50-70%。

如因此种设计方式而支柱不能提供足够强度,但已改善了表面缩水。

最全超声波焊接工艺及焊线设计方法

最全超声波焊接工艺及焊线设计方法
超声波频率低就会产生噪音,当频率低于20khz时,超声波焊接时噪 音变得很大。对焊接精度越高、塑料件相对小的塑料产品,频率越高越 好。因此20khz或者更高频率的超声波焊接机适合精密型、超薄型、非常 脆hz超声波焊接机功率更容易做大,振幅也比较大,适合焊接较大 型的,难易焊接的,比较粗犷的塑胶产品;
既能避免产品划伤,又能保证产品定位。
超声波焊接设计要点
4.底座制作
根据产品外形设计不同材料的底座,分为以下几大类别: 1.不需要保护产品外观的内部件:采用刚性底座,一般为金属材质,打磨倒角后
使用,固定产品。 2.需要对产品外观进行防护的,采用弹性底座,一般为金属表面附着硬硅胶,仿
形定位,固定并防护产品。 3.组合式底座,产品外形复杂,尺寸较大,需要焊接的角度不在水平面上,尺寸
较小难以固定,需要辅助固定的产品,一般采用组合式底座进行固定。
超声波焊接设计要点
5.超声波塑料接面机构设计
超声波焊接时并不要求全体振动发热,而是希望能选择得性的在焊接部位发热, 超声波焊接时,超声波在塑料中传达到设有导熔线〈Energy Director〉的接合面, 在此处发热而焊接。没有开设导熔线,来以点破坏面的材质分子结构,便无法焊 接。因此超声波塑料焊接的接面机构设计,影响焊接的难易、焊接部外观、加工 精度、焊接强度及水、气密性等。
超声波焊接设计要点
1.焊接材料的选择
a.不可选择热固性材料:原理分析:热固性材料一次加热后成型为最终 状态,不可再次使用 。 超声波焊接原理为接触面高速面摩擦,产生高温使 塑胶的分子链破坏的同时加压,是焊接面的塑胶分子链重新形成,最终“合 二为一”。
选择热塑性材料:热塑性材料形成的分子结构为高分子次级弱链连接, 再次受到加热时高分子次级弱链受到破坏,破坏后的分子链在高温及适当 的压力下回再次成型。

【设计规范】塑胶件超声波焊接介绍及相关结构设计

【设计规范】塑胶件超声波焊接介绍及相关结构设计

【设计规范】塑胶件超声波焊接介绍及相关结构设计1.前⾔:超声波焊接结构和结构设计的多⽅⾯有关。

①其常常关系到防⽔防尘、强度等的可靠性设计要求(DFR),设计时是需要参考标准特征选⽤的。

②但其⼜可归类为塑胶件可制造的要求(DFM),⼀些难以制造的问题常常困扰超声波焊接结构,如导熔线过⼩过长难以制造导致焊接不好。

③其⼜必须符合装配的DFA的要求,且其质量与超声波焊仪的设备息息相关。

综合考虑后,作者还是把它归类到DFM塑胶件设计下。

但设计的时候,希望⼯程师需要考虑到超声波焊接结构标准、DFM检查,DFA检查三⽅⾯。

2. 超声波焊接简介超声波焊接是利⽤超声波振动频率,接触摩擦产⽣热能⽽使两个塑胶件在焊接界⾯熔融⽽固定在⼀起。

超声波焊接是⼀种快捷、⼲净、有效的装配⼯艺,⽤于满⾜塑胶件⾼强度的装配要求,是⼴泛使⽤的⼀种先进装配技术,适⽤于多种类型塑胶件的装配。

正常情况下,超声波焊件具有较⾼的抗拉强度,可以取代溶剂粘胶及机械紧固等装配⽅法,同时还可以具有防⽔、防潮的密封效果。

3. 超声波焊接的原理超声波焊接的⼯作原理是通过超声波发⽣器将50 Hz或60 Hz电流转换成 15、20、30或40 kHz的电能,被转换的⾼频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动,随后机械运动通过⼀套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头,如下图所⽰。

焊头将接收到的振动能量传递到待焊接塑胶件的界⾯,在该区域,振动能量通过摩擦⽅式被转换为热能,将塑料熔化,振动停⽌后维持在塑胶件上的短暂压⼒使两塑胶件以分⼦连接⽅式凝固为⼀体,如下图所⽰。

超声波焊接时,两个塑胶件从接触到熔化,再到焊接成⼀体的实物剖视图如下图所⽰。

4.超声波焊接的优点超声波焊接是⼀种快捷、⼗净、可靠性⾼的装配⼯艺,具有以下优点:1)焊接速度快,效率⾼。

绝⼤部分超声波焊接可以在0.1〜〇.5 s之内完成;2)成本低。

由于效率⾼,⼈⼯成本低,同时省去了⼤量夹具、粘合剂或者机械紧固件等的使⽤,因此超声波焊接是⼀种⾮常经济的塑胶件装配⽅式;3)强度⾼。

超声波焊接机常识[试题]

超声波焊接机常识[试题]

超声波焊接机常识超声波塑料焊接机工作原理超声波塑料焊接机的焊接原理是:机器将电能通过超声换能器转变成为超声能(即频率超出人耳听觉阈的高频机械振动能),该能量通过焊头传导到塑料工件上,以每秒上万次的超声频率及一定的振幅使塑料工件的接合面剧烈磨擦后熔化。

振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。

一般焊接时间小于1秒钟,所得到的焊接强度可与本体相媲美。

1、超声波在塑料加工中的应用原理:塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。

其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。

2、超声波焊机的组成部分和原理超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器、气动部分、程序控制部分,换能器部分。

发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频(例如20KHZ)的高压电波。

气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。

程序控制部分控制整部机器的工作流程,做到一致的加工效果。

换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动,经过传递、放大、达到加工表面。

3、超声波焊接机的参数及调节方法:一般的超声波焊接机上有如下的参数是可以调节的:A:超声波发生器上的调谐旋钮:这是超声波焊机最关键的一个调节旋钮。

其调节目的是使超声波发生器所发出的高压电信号频率同换能器部分的机械谐振频率一致。

方法是轻触测试开关、左右设防该旋钮,使负载指示的电流为最小,即可完成调谐步骤。

B:振幅档:此旋钮有些机种上没有这个旋钮,其功能是通过调节发生器的输出电压,达到高速输出振幅的目的。

C:气动部分:包括调速器、气压调节旋钮。

调速器用于调节气缸的上、下速度。

气压调节旋钮调节工作气压。

D:熔接时间(WELD TIME):用于调节超声波发射的时间,一般的塑料件熔接时间为 0.6S以下,通常超过1.5S熔接时间均可视作失败熔接(可视作振幅不够,或设计不合理)。

超声波焊接的塑件设计规范标准[详]

超声波焊接的塑件设计规范标准[详]

超声波焊接的塑件设计规范一. 超声波设计准则:1.两熔接面的最初接触面积必须减少以减少溢胶发生2.提供一种能使两接触面相互对位的方式,可采用插针,插孔,阶梯或沟槽.3.整个熔接面必须均匀一致与紧密接触,尽可能保持在同一平面.4.美工线:设计特性使熔接完毕后接口四周将出现0.25至0.64mm之空隙,因为工件与工件之间的变形不易被发现. 5.避免直角转角设计,为了增加熔接强度建议咬花面设计.二.熔接面有熔接线和剪切两种主要设计类型.导熔线:是在两熔接面之一上形成一条三角形凸出的材料,导熔线的基本作用是聚集能量并且迅速把要熔接的一面熔解,导熔线能够快速溶解到最高的熔接强度.导熔线必须愈尖愈好,当熔接低温度熔解的塑料,导熔线高度不可低于0.25mm,若熔接半结晶型或高熔解温度的塑料时,导熔线高度不可低于0.5mm.(一)基本导熔线设计观念可以运用在平头熔接面以外的熔接面设计上去以取得额外的优点.1.阶梯式导熔线:主要用语外观件上需要精确对位与不溢胶上的设计.注意这种设计的壁厚要求最小尺寸为2mm.2.沟槽式导熔线:主要是能从里外两面防止溢胶并且可能提供对位功能,提升高度的熔合使熔接面积增加而提升熔接强度的设计,注意这况设计的壁厚要求最小尺寸为2mm.闻窗配舍■ 143.十字交叉式导熔线:是一导熔线使它们相互呈垂直交叉能缩短熔接时间及降低熔接时所消耗的功率,且并不影响熔接强度,但是会产生高低断差以及溢胶.4.连续沟齿状导熔线:若取得完全密合的熔接效果,建议一方的导熔线设计采用连续沟齿状.此款设计将产生大量的溢胶.5.垂直与墙壁式导熔线:适用于增加抗撕裂与减少溢胶,这种设计仅适用于只需要结构性的熔接而已.6•间断的导熔线:可以减少熔接面积因此降低能量或所需的功率层级,这种设计只能用非要求高强度的结构性熔接而已.7.凿子型导熔线:壁厚不到1.524mm时可以采用,适用于薄壁以及小的工件的塑件上使用,但是熔接强度将会减弱.8.特殊熔接面设计:使用于以防水为优先考虑的设计上 ,使 较难熔接的塑料或外型不规则之塑件达到紧密接合 ,借用弹性油封来帮助防水的功能.(二)剪切式熔接面设计:剪切式熔接面的熔接过程是 ,首先熔化开始接触的小面积材料 ,然后沿着壁面继续垂直向下而 有控制的引入下工件里头去.塑料在相对很狭窄的温度变化范围内迅速从固态变为液态再变回固态 .下工件的四周壁的高度必须高至接口位置 ,内壁必须与工件外部型体完全吻合.1. 形状复杂或者有直角的转角的就不宜采用剪切式的熔接0 060**fnergy director height piu> C DW M ・Q X251 (口 25・。

超声波压合结构设计

超声波压合结构设计

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精心整理
.1塑料件的结构
塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚,太薄的壁厚有一定的危险性,超声波焊接时是需要加压的,一般气压为2-6kgf/cm2。

所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。

1.2罐状或箱形塑料等,在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点,从而产生烧伤、穿孔的情况(如图1所示),在设计时可以罐状顶部做如下考虑
○1加厚塑料件
○2
○3
1.3尖角
加R
1.4
○1
○2
1.5塑料件孔和间隙
如被焊头接触的零件有孔或其它开口,则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减(如图4所示),根据材料类型(尤其是半晶体材料)和孔大小,在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况,因此要尽量预以避免。

1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构
被焊头接触的塑件的形状中,如果有薄而弯曲的结构,而且需要用来传达室递超声波能量的时候,特别对于半晶体材料,超声波震动很难传递到加工面(如图5所示),对这种设计应尽量避免。

1.7
1.8
对称设计。

在焊头表面有损伤纹,或其形状与塑料件配合有少许差异的情况下,焊接时,会在塑料件表面留下伤痕。

避免方法是:在焊头与塑料件表面之间垫薄膜(例如PE膜等)。

焊接线的设计
焊接线是超声波直接作用熔化的部分,其基本的两种设计方式:
○1能量导向
○2剪切设计
2.1能量导向
能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱,能量导向的基本功能是:集中能量,使其快速软化和熔化接触面。

能量导向允许快速焊接,同时获得最大的力度,在这种导向中,其材料大部分流向接触面,能量导向是非晶态材料中最常用的方法。

能量导向柱的大小和位置取决于如下几点:
○1材料
○2
○3
图70.25mm。

能量导向经常采用(例如手机电池等),如图8所示。

2.2能量导向设计中对位方式的设计
上下塑料件在焊接过程中都要保证对位准确,限位高度一般不低于1mm,上下塑料平行检动位必须很小,一般小于0.05mm,基本的能量导向可合并为连接设计,而不是简单的对接,包括对位方式,采用能量导向的不同连接设计的例子包括以下几种:
插销定位:图9所示为基本的插销定位方式,插销定位中应保证插销件的强度,防此超声波震断。

0.25mm
图11
溢料。

○1企口定位:如图14所示,采用这种设计的好处是防止内外溢料,并提供校准,材料容易有加强密封性的获得,但这种方法要求保证凸出零件的斜位缝隙,因此使零件更难能可贵于注塑,同时,减小于焊接面,强度不如直接完全对接。

○2底模定痊:如图15所示,采用这种设计,塑料件的设计变得简单,但对底模要求高,通常会引致塑料件的平行移位,同时底模
○3
○4
A:如图17
B
C:在焊接不易熔接的树脂或不规则形状时,为了获得密封效果,则有必要插入一个密封圈,如图18所示,需要注意的是密封圈只压在焊接末端。

图19所示为薄壁零件的焊接,比如热成形的硬纸板(带塑料涂层),与一个塑料盖的焊接。

2.3剪切式设计
在半晶体塑料(如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂)的熔接中,采用能量导向的连接设计也许达不到理想的效果,这是因为半晶体的树脂会很快从固态转变成融化状态,或者说从融化状态转化为固态。

而且是经过一个相对狭窄的温度范围,从能量导向柱流出的融化物在还没与相接界面融合时,又将很快再固化。

因此,在这种情况下,只要几何原理允许,我们推荐使用剪切连接的结构。

采用剪切连接的设计,首先是熔化小的和最初触的区域来完成焊接,然后当零件嵌入到下起时,继续沿着其垂直壁,用受控的接触面来融化。

如图20所示,这样可能性获得强劲结构或很好的密封效果,因为界面的熔化区域不会让周围的空气进来。

由于此原因,剪切连接尤其对半晶体树脂非常有用。

图22所示为双面剪切式设计
图23所示为扣式焊线设计,用于高强度,但上下塑料件不接触的情况下,在特殊情况下,可用于增加密封圈的情况。

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