Podstawowy mechanizm i charakterystyka maszyny do cięcia ultradźwiękowego

Maszyna do cięcia ultradźwiękowego jest rodzajem sprzętu wykorzystującego energię fal do cięcia. Jego największą cechą jest to, że cięcie nie wykorzystuje krawędzi tnącej. Lub zamiast najnowocześniejszego w tradycyjnym tego słowa znaczeniu. Do cięcia konwencjonalnego wykorzystuje się narzędzie o ostrych krawędziach, które dociska cięty materiał. Nacisk ten koncentruje się na krawędzi skrawającej i jest bardzo duży, przekraczający wytrzymałość na ścinanie ciętego materiału. Molekularna kombinacja materiału jest rozrywana i cięta. Ponieważ materiał jest mocno ciągnięty pod wpływem silnego nacisku, krawędź tnąca narzędzia tnącego powinna być bardzo ostra, a sam materiał musi wytrzymać stosunkowo duży nacisk. Nie jest to dobre rozwiązanie w przypadku materiałów miękkich i elastycznych, natomiast jest trudniejsze w przypadku materiałów lepkich.

Podstawową strukturą maszyny do cięcia ultradźwiękowego jest przetwornik ultradźwiękowy, róg, nóż (róg) i moc napędu. Źródło zasilania napędu ultradźwiękowego przekształca energię komercyjną w prąd przemienny o wysokiej częstotliwości i wysokim napięciu i przesyła go do przetwornika ultradźwiękowego. Przetwornik ultradźwiękowy jest w rzeczywistości odpowiednikiem urządzenia do konwersji energii, które przekształca wejściową energię elektryczną w energię mechaniczną, tj. fale ultradźwiękowe. Jego przejawem jest to, że przetwornik porusza się tam i z powrotem w kierunku wzdłużnym. Częstotliwość ruchu teleskopowego jest równa częstotliwości prądu przemiennego o wysokiej częstotliwości dostarczanego przez źródło zasilania napędowego. Rolą tuby jest naprawienie całego układu wibracji ultradźwiękowych i wzmocnienie amplitudy wyjściowej przetwornika. Ostrze tnące (róg) z jednej strony dodatkowo zwiększa amplitudę i skupia falę ultradźwiękową. Z drugiej strony wysyłana jest fala ultradźwiękowa, a energia ultradźwiękowa jest skoncentrowana i wprowadzana do części tnącej ciętego materiału przy użyciu podobnej krawędzi tnącej ostrza tnącego. Pod wpływem ogromnej energii ultradźwiękowej ta część natychmiast mięknie i topi się, a siła jest znacznie zmniejszona. W tym momencie, jeśli zastosuje się niewielką siłę skrawania, można osiągnąć cel cięcia materiału. Podobnie jak w przypadku cięcia konwencjonalnego, podstawowymi wymaganymi elementami są nóż i kowadło, a przecinarka ultradźwiękowa ma dwie podstawowe konstrukcje. W zależności od lokalizacji zastosowania ultradźwiękowego, możemy podzielić je na ultradźwiękową maszynę do cięcia i ultradźwiękową maszynę do cięcia desek do krojenia

Przecinarka ultradźwiękowa bezpośrednio ładuje energię ultradźwiękową na nóż, a przecinarka staje się przecinarką za pomocą fal ultradźwiękowych. Podczas cięcia materiału materiał jest głównie zmiękczany i topiony przez energię ultradźwiękową, a krawędź tnąca noża służy jedynie do pozycjonowania szczeliny, wytwarzania energii ultradźwiękowej i materiału oddzielającego. Ta metoda cięcia nadaje się do cięcia grubych, grubych, długich itp. materiałów, których ustawienie deski do krojenia jest niewygodne. Takie jak surowa guma wyjściowa z mieszalnika gumy, cięcie rur, mrożone mięso, słodycze, cięcie czekolady, płytki drukowane lub ręczne maszyny do cięcia.

Podstawowa konstrukcja ultradźwiękowego noża do desek do krojenia jest podobna do ultradźwiękowego noża do cięcia, z tą różnicą, że ultradźwiękowa część wyjściowa nie jest nożem, ale standardową ultradźwiękową płaską formą. W tym przypadku forma jest odpowiednikiem deski do krojenia. Jest to jednak deska do krojenia, która służy do wibracji ultradźwiękowych. Nóż tnący może być nadal używany w tradycyjnym kształcie, ale ostrość krawędzi tnącej jest zmniejszona, a żywotność noża tnącego znacznie się wydłuża.

W wielu przypadkach tradycyjne ostrza tnące pozwalają na duże zmiany dzięki działaniu ultradźwięków. Najbardziej typowe jest przekształcenie noża w cylindryczne koło z wypukłym wzorem, powszechnie zwane kołem kwiatowym. Uniesiona część odpowiada krawędzi tnącej noża, a cięty materiał przechodzi pomiędzy kołem kwiatowym a ultradźwiękowym blokiem tnącym. Ta kombinacja umożliwia wycinanie nieskończonych wzorów, jest wyjątkowo tania i niezwykle wydajna. Ta metoda cięcia nadaje się do cięcia łuszczących się materiałów, takich jak różne znaki towarowe, koronki odzieżowe, cięcie tkanin, ozdobne cięcie cekinów, włókna naturalne, włókna syntetyczne, włókniny, żywice syntetyczne, papier, cięcie folii, cięcie wzdłużne i tym podobne.