Aplikace technologie ultrazvukového řezání v elektronických výrobcích

 

Abstrakt:  Ultrazvuková technologie je široce používána v průmyslu. Tento článek představí princip ultrazvukového řezání a kombinuje příklady konkrétních elektronických produktů pro srovnání účinků mechanického řezání a řezání laserem a studuje aplikaci technologie ultrazvukového řezání.

 

· Předmluva

 

Ultrazvukové řezání je high-tech technologie pro řezání termoplastických výrobků. Technologie ultrazvukového řezání využívá k řezání obrobků ultrazvukové svařování. Ultrazvukové svařovací zařízení a jeho komponenty jsou vhodné i pro automatizovaná výrobní prostředí. Technologie ultrazvukového řezání je široce používána v komerční a spotřební elektronice, automobilovém průmyslu, nové energetice, balení, lékařství, zpracování potravin a dalších oborech. S rychlým rozvojem domácí ekonomiky bude rozsah použití stále širší a poptávka na trhu dále poroste. Proto má technologie ultrazvukového řezání velké vyhlídky na rozvoj.

 

· Mechanické řezání

 

Mechanické řezání je dělení materiálů mechanickými prostředky při normální teplotě, jako je stříhání, řezání (pilová pila, plátková pila, písková pila atd.), frézování a tak dále. Mechanické řezání je běžnou metodou hrubování materiálů a je řezem za studena. Podstatou je, že zpracovávaný materiál je stlačován nůžkami, aby došlo ke smykové deformaci a ke snížení separačního procesu. Proces mechanického řezání lze zhruba rozdělit do tří na sebe navazujících fází: 1. fáze elastické deformace; 2. stadium plastické deformace; 3. stadium zlomeniny

 

· řezání laserem

 

3.1 Princip řezání laserem

 

Laserové řezání využívá zaostřený laserový paprsek s vysokou hustotou k osvětlení obrobku, zahřátí materiálu na tisíce až desítky stupňů Celsia ve velmi krátké době, což umožňuje ozařování materiálu k rychlému roztavení, odpaření, ablaci nebo zapálení při použití paprsku. Řezání laserem je jednou z metod řezání za tepla.

 

3.2 Vlastnosti řezání laserem:

 

Jako nová metoda zpracování se laserové zpracování široce používá v elektronickém průmyslu kvůli jeho výhodám přesné, rychlé, jednoduché obsluhy a vysokého stupně automatizace. Ve srovnání s tradiční metodou řezání má laserový řezací stroj nejen nízkou cenu, nízkou spotřebu a protože laserové zpracování nemá žádný mechanický tlak na obrobek, účinek řezání produktu, přesnost a rychlost řezání jsou velmi dobré a provoz je bezpečný a údržba je jednoduchá. Vlastnosti jako: Tvar produktu řezaného laserovým strojem není žlutý, automatický okraj není uvolněný, žádná deformace, není tvrdý, velikost je konzistentní a přesná; může řezat jakýkoli složitý tvar; vysoká účinnost, nízká cena, počítačová grafika Může řezat krajky jakékoli velikosti v jakémkoli tvaru. Rychlý vývoj: Díky kombinaci laseru a počítačové technologie mohou uživatelé navrhovat výstup laserového gravírování a měnit gravírování kdykoli, pokud jsou navrženy na počítači. Laserové řezání, protože neviditelný paprsek nahrazuje tradiční mechanický nůž, mechanická část laserové hlavy nemá žádný kontakt s dílem a během práce nepoškrábe pracovní povrch; rychlost řezání laserem je vysoká, řez je hladký a plochý, obecně není potřeba následné zpracování; žádné mechanické namáhání v řezu, žádné smykové otřepy; vysoká přesnost zpracování, dobrá opakovatelnost, žádné poškození povrchu materiálu; NC programování, dokáže zpracovat jakýkoli plán, může řezat celou desku velkým formátem, není třeba otevírat formu, ekonomická úspora času.

 

· Ultrazvukové řezání

 

4.1 Princip ultrazvukového řezání:

 

Se speciální konstrukcí svařovací hlavy a základny je svařovací hlava přitlačena k okraji plastového výrobku a ultrazvukové vibrace se používají k řezání výrobku, aby se dosáhlo řezného efektu pomocí principu práce s ultrazvukovými vibracemi. Stejně jako u tradičních zpracovatelských technik je základním principem technologie ultrazvukového řezání použití elektronického ultrazvukového generátoru pro generování ultrazvukových vln určitého rozsahu frekvencí a poté jsou původní amplituda a energie malé pomocí ultrazvukově-mechanického převodníku umístěného v ultrazvukové řezací hlavě. Ultrazvukové vibrace jsou převedeny na mechanické vibrace stejné frekvence a poté zesíleny rezonancí, aby se získala dostatečně velká amplituda a energie (výkon) pro splnění požadavků na řezání obrobku. Nakonec se energie přenese do svařovací hlavy a poté se výrobek řeže. Přednosti štěrbiny jsou hladké a nepopraskané.

Ultrazvukový řezací vibrační systém se skládá hlavně z ultrazvukového měniče, ultrazvukového rohu a svařovací hlavy. Mezi nimi je funkcí ultrazvukového měniče převádět elektrický signál na akustický signál; roh je důležitou součástí zařízení pro zpracování ultrazvukem. Má dvě hlavní funkce: (1) koncentrace energie – to znamená, že posun mechanického vibrování nebo amplituda rychlosti se zesílí, nebo se energie soustředí na menší plochu záření pro shromažďování energie; (2) akustická energie je účinně přenášena do zátěže — Jako mechanický impedanční převodník se provádí impedanční přizpůsobení mezi převodníkem a akustickou zátěží, aby bylo možné efektivněji přenášet ultrazvukovou energii z převodníku do zátěže.

 

 

4.2. Vlastnosti řezání ultrazvukem:

 

Když je ultrazvuková vlna vybuzena, aby dosáhla vyšší teploty, produkt taje v důsledku vysokoteplotní intermolekulární excitace a vnitřního tření.

 

Funkce řezání ultrazvukem. Ultrazvukové řezání má výhody hladkého a pevného řezu, přesného řezání, žádné deformace, žádné deformace, chmýří, spřádání, vrásnění a tak dále. Vyhnutelný 'laserový řezací stroj' má nevýhody hrubého řezání, ohniskové hrany, žmolkování atd. Výhody ultrazvukového řezání zahrnují: 1. Vysoká rychlost chodu s typickou dobou cyklu kratší než jedna sekunda. 2. Plastové díly nejsou namáhány; 3. Řezná plocha je čistá; 4 Pro automatickou separaci lze řezat mnoho míst současně 5 Ultrazvukové řezání neznečišťuje.

 

Jaký typ materiálu se řeže pomocí ultrazvuku? Nejlepší práce pro tuhé termoplasty (polykarbonát, polystyren, ABS, polypropylen, nylon atd.). Účinněji předávají mechanickou energii. Termoplasty s nižší tuhostí (modul pružnosti), jako je polyethylen a polypropylen, absorbují mechanickou energii a mohou poskytovat nekonzistentní výsledky.

 

 

· Závěr

 

Ve srovnání s účinky mechanického řezání, laserového řezání a ultrazvukového řezání je ultrazvuk vhodnější pro řezání ucha produktu a efekt je dobrý, splňuje požadavky na řezání produktu a účinnost ultrazvukového řezání je nejvyšší. Ultrazvukové řezání je dobrým řešením požadavků na řezání výrobků.

 

S postupným prohlubováním výzkumu technologie ultrazvukového řezání se má za to, že v blízké budoucnosti bude plně uplatňována.