개요: 초음파 기술은 산업계에서 널리 사용됩니다. 본 논문에서는 초음파 절단의 원리를 소개하고 특정 전자제품의 사례를 결합하여 기계적 절단과 레이저 절단의 효과를 비교하고 초음파 절단 기술의 응용을 연구합니다.
· 서문
초음파 절단은 열가소성 제품을 절단하는 첨단 기술입니다. 초음파 절단 기술은 초음파 용접을 사용하여 공작물을 절단합니다. 초음파 용접 장비와 그 구성 요소는 자동화된 생산 환경에도 적합합니다. 초음파 절단 기술은 상업용 및 가전제품, 자동차, 신에너지, 포장, 의료, 식품 가공 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 국내 경제의 급속한 발전으로 인해 적용 범위가 점점 더 넓어지고 시장에서의 수요도 더욱 증가할 것입니다. 따라서 초음파 절단 기술은 큰 발전 전망을 가지고 있습니다.
· 기계적 절단
기계적 절단은 전단, 톱질(톱톱, 웨이퍼톱, 모래톱 등), 밀링 등과 같은 기계적 수단을 사용하여 상온에서 재료를 분리하는 것입니다. 기계적 절단은 재료를 황삭하는 일반적인 방법이며 냉간 절단입니다. 본질은 가공할 재료를 가위로 압착하여 전단 변형을 겪고 분리 과정을 줄이는 것입니다. 기계적 절단 과정은 대략 세 가지 연속 단계로 나눌 수 있습니다. 1. 탄성 변형 단계; 2. 소성 변형 단계; 3. 골절 단계
· 레이저 커팅
3.1 레이저 커팅의 원리
레이저 절단은 집중된 고출력 밀도 레이저 빔을 사용하여 공작물을 조명하여 매우 짧은 시간에 재료를 섭씨 수천 ~ 수십도까지 가열하여 재료를 조사하여 빠르게 용융, 기화, 절제 또는 점화할 수 있도록 하며, 빔을 사용하면서 동축 고속 기류가 용융된 재료를 날려 버리거나 기화된 재료가 슬릿에서 날아가서 공작물을 절단하여 재료 절단 목적을 달성합니다. 레이저 절단은 핫 절단 방법 중 하나입니다.
3.2 레이저 절단 기능:
레이저 가공은 정확하고 빠르며 간단한 조작과 높은 자동화 수준이라는 장점으로 인해 전자 산업에서 새로운 가공 방법으로 널리 사용되고 있습니다. 전통적인 절단 방법에 비해 레이저 절단기는 가격이 저렴하고 소비가 적으며 레이저 가공은 공작물에 기계적 압력이 없기 때문에 제품 절단 효과, 정밀도 및 절단 속도가 매우 좋으며 작동이 안전하고 유지 관리가 간단합니다. 다음과 같은 특징: 레이저 기계로 절단한 제품의 모양이 노란색이 아니며 자동 가장자리가 느슨하지 않고 변형이 없으며 단단하지 않으며 크기가 일관되고 정확합니다. 복잡한 모양도 자를 수 있습니다. 고효율, 저비용, 컴퓨터 디자인 그래픽 어떤 크기의 레이스도 어떤 모양으로든 자를 수 있습니다. 빠른 개발: 레이저와 컴퓨터 기술의 결합으로 인해 사용자는 레이저 조각 출력을 디자인하고 컴퓨터에서 디자인하는 한 언제든지 조각을 변경할 수 있습니다. 레이저 절단은 눈에 보이지 않는 빔이 기존 기계식 칼을 대체하기 때문에 레이저 헤드의 기계 부분이 작업물과 접촉하지 않으며 작업 중에 작업 표면이 긁히지 않습니다. 레이저 절단 속도가 빠르고, 절개가 부드럽고 평평하며, 일반적으로 후속 가공이 필요하지 않습니다. 절개 부위에 기계적 응력이 없고 전단 버(shear burr)가 없습니다. 높은 가공 정밀도, 우수한 반복성, 재료 표면 손상 없음; NC 프로그래밍은 모든 계획을 처리할 수 있고 대형 포맷으로 전체 플레이트를 절단할 수 있으며 금형을 열 필요가 없으며 시간을 절약할 수 있습니다.
· 초음파 절단
4.1 초음파 절단 원리:
용접 헤드와 베이스의 특수 설계로 용접 헤드를 플라스틱 제품의 가장자리에 대고 초음파 진동을 사용하여 제품을 절단하여 초음파 진동 작동 원리를 이용하여 절단 효과를 얻습니다. 전통적인 가공 기술과 마찬가지로 초음파 절단 기술의 기본 원리는 전자 초음파 발생기를 사용하여 특정 주파수 범위의 초음파를 생성한 다음 초음파 절단 헤드에 배치된 초음파 기계 변환기에 의해 원래의 진폭과 에너지가 작아지는 것입니다. 초음파 진동은 동일한 주파수의 기계적 진동으로 변환된 후 공진에 의해 증폭되어 공작물 절단 요구 사항을 충족할 만큼 충분히 큰 진폭과 에너지(파워)를 얻습니다. 마지막으로 용접헤드에 에너지가 전달되어 제품이 절단됩니다. 슬릿의 장점은 매끄럽고 갈라지지 않습니다.
초음파 절단 진동 시스템은 주로 초음파 변환기, 초음파 혼 및 용접 헤드로 구성됩니다. 그중 초음파 변환기의 기능은 전기 신호를 음향 신호로 변환하는 것입니다. 경적은 초음파 처리 장비의 중요한 구성 요소입니다. 여기에는 두 가지 주요 기능이 있습니다. (1) 에너지 집중 - 즉, 기계적 진동 변위 또는 속도 진폭이 증폭되거나 에너지 수집을 위해 에너지가 더 작은 방사 표면에 집중됩니다. (2) 음향 에너지가 부하에 효과적으로 전달됨 - 기계적 임피던스 변환기로서 변환기와 음향 부하 사이에 임피던스 정합이 수행되어 초음파 에너지가 변환기에서 부하로 보다 효율적으로 전달될 수 있습니다.
4.2. 초음파 절단의 특징:
초음파가 여기되어 더 높은 온도에 도달하면 고온의 분자간 여기 및 내부 마찰로 인해 제품이 녹습니다.
초음파 절단 기능. 초음파 절단은 부드럽고 견고한 절개, 정확한 절단, 변형 없음, 뒤틀림, 보풀, 회전, 주름 등의 장점이 있습니다. 피할 수 있는 '레이저 절단기'에는 거친 절단, 초점 가장자리, 필링 등의 단점이 있습니다. 초음파 절단의 장점은 다음과 같습니다. 1. 일반적인 사이클 시간이 1초 미만인 빠른 실행 속도. 2. 플라스틱 부품은 스트레스를 받지 않습니다. 3. 절단면이 깨끗합니다. 4 자동 분리를 위해 동시에 여러 곳을 절단할 수 있습니다. 5 초음파 절단은 오염되지 않습니다.
초음파를 사용하여 절단되는 재료의 유형은 무엇입니까? 경질 열가소성 수지(폴리카보네이트, 폴리스티렌, ABS, 폴리프로필렌, 나일론 등)에 가장 적합합니다. 기계적 에너지를 더 효율적으로 전달합니다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같이 강성(탄성률)이 낮은 열가소성 플라스틱은 기계적 에너지를 흡수하여 일관성 없는 결과를 제공할 수 있습니다.
· 결론
기계적 절단, 레이저 절단 및 초음파 절단의 효과와 비교할 때 초음파는 제품의 귀 절단에 더 적합하고 효과가 좋으며 제품 절단 요구 사항을 충족하며 초음파 절단의 효율성이 가장 높습니다. 초음파 절단은 제품 절단 요구 사항에 대한 좋은 솔루션입니다.
초음파 절단 기술에 대한 연구가 점차 심화됨에 따라 가까운 시일 내에 더욱 완벽하게 적용될 것으로 예상됩니다.
