Anwendung der Ultraschall-Schneidtechnologie in elektronischen Produkten

 

Zusammenfassung:  Die Ultraschalltechnologie ist in der Industrie weit verbreitet. In diesem Artikel wird das Prinzip des Ultraschallschneidens vorgestellt und Beispiele spezifischer elektronischer Produkte kombiniert, um die Auswirkungen von mechanischem Schneiden und Laserschneiden zu vergleichen und die Anwendung der Ultraschallschneidtechnologie zu untersuchen.

 

· Vorwort

 

Das Ultraschallschneiden ist eine Hightech-Technologie zum Schneiden thermoplastischer Produkte. Die Ultraschall-Schneidtechnik nutzt Ultraschallschweißen zum Schneiden von Werkstücken. Ultraschallschweißgeräte und deren Komponenten eignen sich auch für automatisierte Produktionsumgebungen. Die Ultraschall-Schneidtechnologie wird häufig in der kommerziellen und Unterhaltungselektronik, der Automobilindustrie, neuen Energien, der Verpackungsindustrie, der Medizintechnik, der Lebensmittelverarbeitung und anderen Bereichen eingesetzt. Mit der rasanten Entwicklung der heimischen Wirtschaft wird das Anwendungsspektrum immer breiter und die Nachfrage auf dem Markt wird weiter steigen. Daher hat die Ultraschallschneidetechnologie große Entwicklungsaussichten.

 

· Mechanisches Schneiden

 

Beim mechanischen Schneiden handelt es sich um die Trennung von Materialien durch mechanische Mittel bei normaler Temperatur, wie z. B. Scheren, Sägen (Sägesäge, Wafersäge, Sandsäge usw.), Fräsen usw. Das mechanische Schneiden ist eine gängige Methode zum Schruppen von Materialien und ist ein Kaltschnitt. Das Wesentliche ist, dass das zu bearbeitende Material durch die Schere zusammengedrückt wird, um eine Scherverformung zu erfahren und den Trennungsprozess zu reduzieren. Der Prozess des mechanischen Schneidens kann grob in drei aufeinanderfolgende Phasen unterteilt werden: 1. elastische Verformungsphase; 2. plastische Verformungsphase; 3. Frakturstadium

 

· Laserschneiden

 

3.1 Prinzip des Laserschneidens

 

Beim Laserschneiden wird das Werkstück mit einem fokussierten Laserstrahl mit hoher Leistungsdichte beleuchtet, der das Material in sehr kurzer Zeit auf Tausende bis mehrere zehn Grad Celsius erhitzt, sodass das zu bestrahlende Material schnell schmelzen, verdampfen, abtragen oder entzünden kann, während der Strahl verwendet wird. Der koaxiale Hochgeschwindigkeitsluftstrom bläst das geschmolzene Material ab oder das verdampfte Material wird vom Schlitz weggeblasen, wodurch das Werkstück geschnitten wird, um den Zweck des Schneidens des Materials zu erreichen. Das Laserschneiden gehört zu den Heißschneidverfahren.

 

3.2 Laserschneidfunktionen:

 

Als neue Bearbeitungsmethode findet die Laserbearbeitung aufgrund ihrer Vorteile einer präzisen, schnellen, einfachen Bedienung und eines hohen Automatisierungsgrads breite Anwendung in der Elektronikindustrie. Im Vergleich zur herkömmlichen Schneidmethode ist die Laserschneidmaschine nicht nur günstig im Preis, sondern auch im Verbrauch niedrig. Da bei der Laserbearbeitung kein mechanischer Druck auf das Werkstück ausgeübt wird, sind die Wirkung des Schneidens des Produkts, die Präzision und die Schnittgeschwindigkeit sehr gut, der Betrieb sicher und die Wartung einfach. Merkmale wie: Die Form des von der Lasermaschine geschnittenen Produkts ist nicht gelb, die automatische Kante ist nicht locker, keine Verformung, nicht hart, die Größe ist konsistent und genau; kann jede komplexe Form schneiden; Hohe Effizienz, niedrige Kosten, Computerdesign-Grafiken. Es kann Spitzen jeder Größe in jede Form schneiden. Schnelle Entwicklung: Durch die Kombination von Laser- und Computertechnologie können Benutzer die Lasergravurausgabe entwerfen und die Gravur jederzeit ändern, solange sie am Computer entworfen wird. Beim Laserschneiden ersetzt der unsichtbare Strahl das herkömmliche mechanische Messer, der mechanische Teil des Laserkopfes hat keinen Kontakt mit dem Werkstück und zerkratzt die Arbeitsfläche während der Arbeit nicht. Die Laserschneidgeschwindigkeit ist hoch, der Schnitt ist glatt und flach, im Allgemeinen ist keine Nachbearbeitung erforderlich. keine mechanische Belastung im Schnitt, kein Schergrat; hohe Bearbeitungspräzision, gute Wiederholgenauigkeit, keine Beschädigung der Materialoberfläche; NC-Programmierung, kann jeden Plan verarbeiten, kann die gesamte Platte im Großformat schneiden, kein Öffnen der Form erforderlich, wirtschaftliche Zeitersparnis.

 

· Ultraschallschneiden

 

4.1 Prinzip des Ultraschallschneidens:

 

Durch das spezielle Design des Schweißkopfs und der Basis wird der Schweißkopf gegen die Kante des Kunststoffprodukts gedrückt und die Ultraschallvibration wird zum Schneiden des Produkts verwendet, um den Schneideffekt durch Verwendung des Ultraschallvibrations-Arbeitsprinzips zu erzielen. Wie bei herkömmlichen Verarbeitungstechniken besteht das Grundprinzip der Ultraschallschneidetechnologie darin, mithilfe eines elektronischen Ultraschallgenerators Ultraschallwellen eines bestimmten Frequenzbereichs zu erzeugen. Anschließend werden die ursprüngliche Amplitude und Energie durch einen im Ultraschallschneidkopf platzierten Ultraschall-mechanischen Wandler verringert. Die Ultraschallschwingung wird in mechanische Schwingung derselben Frequenz umgewandelt und dann durch Resonanz verstärkt, um eine ausreichend große Amplitude und Energie (Leistung) zu erhalten, um die Anforderungen beim Schneiden des Werkstücks zu erfüllen. Abschließend wird die Energie auf den Schweißkopf übertragen und anschließend wird das Produkt geschnitten. Die Vorteile des Schlitzes sind glatt und nicht rissig.

Das Ultraschall-Schneidvibrationssystem besteht hauptsächlich aus Ultraschallwandler, Ultraschallhorn und Schweißkopf. Unter anderem besteht die Funktion des Ultraschallwandlers darin, das elektrische Signal in ein akustisches Signal umzuwandeln; Das Horn ist ein wichtiger Bestandteil der Ultraschallverarbeitungsausrüstung. Es hat zwei Hauptfunktionen: (1) Energiekonzentration – das heißt, die mechanische Vibrationsverschiebung oder Geschwindigkeitsamplitude wird verstärkt oder die Energie wird auf einer kleineren Strahlungsoberfläche zur Energiegewinnung konzentriert; (2) Die akustische Energie wird effektiv auf die Last übertragen . Als mechanischer Impedanzwandler wird eine Impedanzanpassung zwischen dem Wandler und der akustischen Last durchgeführt, um eine effizientere Übertragung der Ultraschallenergie vom Wandler auf die Last zu ermöglichen.

 

 

4.2. Merkmale des Ultraschallschneidens:

 

Wenn die Ultraschallwelle so angeregt wird, dass sie eine höhere Temperatur erreicht, schmilzt das Produkt aufgrund der intermolekularen Anregung bei hoher Temperatur und der inneren Reibung.

 

Ultraschall-Schneidefunktionen. Das Ultraschallschneiden bietet die Vorteile eines glatten und festen Schnitts, eines präzisen Schnitts, keiner Verformung, keinem Verziehen, Flusen, Schleudern, Faltenbildung usw. Die vermeidbare „Laserschneidmaschine“ hat die Nachteile von grobem Schneiden, Brennkantenbildung, Pilling usw. Zu den Vorteilen des Ultraschallschneidens gehören: 1. Hohe Laufgeschwindigkeit mit einer typischen Zykluszeit von weniger als einer Sekunde. 2. Die Kunststoffteile werden nicht beansprucht; 3. Die Schnittfläche ist sauber; 4 Für eine automatische Trennung können viele Stellen gleichzeitig geschnitten werden. 5 Ultraschallschneiden ist umweltfreundlich.

 

Welche Art von Material wird mit Ultraschall geschnitten? Am besten geeignet für starre Thermoplaste (Polycarbonat, Polystyrol, ABS, Polypropylen, Nylon usw.). Sie leiten mechanische Energie effizienter weiter. Thermoplaste mit geringerer Steifigkeit (Elastizitätsmodul) wie Polyethylen und Polypropylen absorbieren mechanische Energie und können zu inkonsistenten Ergebnissen führen.

 

 

· Abschluss

 

Im Vergleich zu den Auswirkungen von mechanischem Schneiden, Laserschneiden und Ultraschallschneiden eignet sich Ultraschall besser zum Schneiden des Produktohrs, und die Wirkung ist gut, erfüllt die Anforderungen des Produktschneidens und die Effizienz des Ultraschallschneidens ist am höchsten. Ultraschallschneiden ist eine gute Lösung für die Anforderungen des Produktschneidens.

 

Mit der schrittweisen Vertiefung der Forschung zur Ultraschall-Schneidtechnologie geht man davon aus, dass diese in naher Zukunft umfassender eingesetzt werden wird.