ULTRASONS COMMENT LE PROCESSUS FONCTIONNE
Ultra - sonic soudure, haute fréquence vibrations sont appliquées les surfaces des deux parties par un outil vibrant, généralement appelé « corne » ou « sonotrode. » Soudure se produit à la suite de la chaleur de frottement générée à l’interface entre les parties. Les vibrations ultrasoniques sont créées par une série de composants — le bloc d’alimentation, convertisseur, booster et horn — qui offrent des vibrations mécaniques aux parties.
L’alimentation prend une tension électrique standard et la convertit en une fréquence de fonctionnement. Dans l’exemple suivant, nous utiliserons une fréquence commune de soudage par ultrasons 20 kHz, bien que la soudure peut avoir lieu sur une plage de 15 à 60 kHz pour répondre aux besoins spécialisés. En fonctionnement, l’alimentation envoie l’énergie électrique à la fréquence spécifiée par un câble RF au convertisseur. Le convertisseur utilise des céramiques piézoélectriques pour convertir l’énergie électrique à des vibrations mécaniques à la fréquence de fonctionnement de l’alimentation. Cette vibration mécanique est soit augmenté ou diminué en fonction la configuration de l’appoint et corne. L’amplitude de vibration mécanique appropriée est déterminée par un ingénieur technico-commercial et repose sur les matériaux thermoplastiques utilisés dans les parties.
Les pièces à souder sont soumises à une charge mécanique, généralement avec un actionneur pneumatique qui contient le rappel et la corne. Sous cette charge, les vibrations mécaniques sont transmises à l’interface entre les surfaces des matériaux, qui concentre les vibrations pour créer intermoléculaire et surface de frottement. Ce frottement crée la chaleur et une fusion ultérieure, qui se solidifie en une liaison soudée.
Les composants de base d’un système à ultrasons sont une source d’alimentation, un actionneur et une pile. L’alimentation prend la tension de la ligne à un nominal 120-240V et le transforme en un signal haute tension et haute fréquence. Il contient également les émissions nécessaires au fonctionnement de l’actionneur et la pile de façon contrôlée pour obtenir un résultat de soudure désirée. L’actionneur, soit à commande pneumatique ou électrique, servo-exploité et disponible comme une unité de benchtop autonome ou intégré dans un système automatisé, est l’outillage ultrasons vers les pièces à joindre. Elle s’applique à la force nécessaire pour les matériaux afin de créer les conditions de soudage.
La pile ultrasonique complète le système. Il transfère l’énergie vibratoire, par contact direct avec les parties, à la surface d’étanchéité/la jonction. La pile se compose généralement de trois éléments : le capteur ou le convertisseur (décrit ci-dessus), qui contient des cristaux de céramique piézoélectriques qui oscillent à la fréquence du signal d’alimentation appliquée. Comme ces cristaux oscille, ils physiquement élargir et se contractent, création mesurable mouvement mécanique (dénommé amplitude crête à crête) sur le côté de sortie du capteur.
La deuxième section, booster, avec un anneau attaché dans sa section médiane,remplit deux fonctions : il agit comme un point d’ancrage de la pile dans l’actionneur et sert également d’amplifier ou de réduire le mouvement de sortie créé dans le transducteur.
Le troisième et dernier volet de la pile est la corne (sonotrode) qui prendra contact avec les pièces à joindre. La corne sera conçue en fonction du profil des pièces rigides à joindre ou peut avoir un profil d’étanchéité ajouté à sa face de contact dans une application de film/textile. Pour chaque application, la corne est conçue pour combiner avec les autres composants de pile pour atteindre le niveau optimal de l’amplitude de sortie pour permettre à ultrasons soudure se produise aussi efficacement que possible.
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