Zarządzanie procesem produkcyjnym, zarządzanie produkcją
Narzedziownie.pl - portal dla firm produkujących formy wtryskowe, tłoczniki, wykrojniki i inne narzędzia

Drukuj | Prześlij link znajomemu | Wyszukaj w serwisie

Projektowanie części do łączenia ultradźwiękowego.


Dobre wyniki zgrzewania uzyskuje się gdy poprawnie zaprojektowane są części do tego przeznaczone. Wielu producentów chcąc zastąpić klejenie czy łączenie termiczne zgrzewaniem ultradźwiękowym, niechętnie podchodzi do wzrostu kosztów związanych ze zmianami w formach wtryskowych bądź stosowania materiałów lepszej jakości. Uzyskują wówczas gorsze rezultaty. Proces zgrzewania ultradźwiękowego ma swoje wymagania i decydując się na jego stosowanie warto szereg problemów rozwiązać kompleksowo, co gwarantuje dobre rezultaty.

Projekt powinien uwzględniać:
  • geometrię zgrzewanych powierzchni,
  • parametry zgrzewania,
  • rodzaj tworzywa sztucznego.

Zgrzewanie ultradźwiękowe.

W ultradźwiękowym zgrzewaniu jeden z łączonych elementów jest sztywno podparty, a drugi kładzie się na nim. Detale powinny być tak zaprojektowane by łatwo je można było złożyć i aby były stabilne względem siebie. Narzędzie kontaktuje się z górnym detalem, wywiera na nie nacisk i przekazuje energię ultradźwiękową. Detal ten musi mieć odpowiednie powierzchnie zdolne do odbierania energii. Energia przez materiał górnego detalu jest przewodzona do powierzchni styku wydziela się na niej, upłynnia materiały i pod wpływem docisku łączy je. Po zakończeniu działania ultradźwięków bywa wskazane utrzymanie przez jakiś czas docisku do ostygnięcia łączonych detali i ustabilizowania się ich wzajemnego położenia. Całość musi być pewnie osadzona w podporze.

Zgrzewane powierzchnie powinny być w kontakcie na całej długości. O ile to możliwe powinny też być w jednym planie (na tej samej płaszczyźnie).




Na rysunkach pokazano dobre pozycjonowanie i podparcie detali, a także możliwie duży obszar kontaktu z narzędziem. W jednym z przykładów droga energii ultradźwiękowej przez materiał jest krótsza niż 6 mm. Takie zgrzewanie określa się zgrzewaniem w bliskim polu, na drugim droga ta jest dłuższa od 6 mm i jest to zgrzewanie w dalekim polu.

Należy dążyć (o ile jest to możliwe) do takiej konstrukcji detali by zgrzewanie zachodziło w bliskim polu. Poniżej przedstawiono taki przykład.


Jeżeli nie da się uniknąć łączenia w dalekim polu, należy tak skonstruować górny detal, żeby droga przez materiał od narzędzia do punktu łączenia w każdym miejscu była taka sama. Do łączenia w dalekim polu są lepsze materiały amorficzne.

Najczęściej wykorzystywane są dwa rodzaje konstrukcji w detalach przeznaczonych do zgrzewania:
  • progi energetyczne (co uwidoczniono na rysunkach powyżej),
  • progi ścinane (co pokazano na rysunkach poniżej).

Próg energetyczny uzyskuje się przez uformowanie na powierzchni łączonej górnego detalu karbu. Karb jest miejscem kumulacji energii. Ponadto w związku z małą objętością szybko rozgrzewa się i uplastycznia, co ułatwia przekazanie energii do dolnej łączonej powierzchni. Dla materiałów amorficznych jego wymiary powinny się zawierać od 0,25-1,50 mm szerokości u podstawy i od 0,125-0,75 mm wysokości w zależności od wielkości detali. Kąt wierzchołkowy ok. 45 stopni. W przypadku materiałów semi-krystalicznych analogiczne wymiary powinny wynosić 0,20-1,25 mm, a wysokość ok. 0,866 podstawy, kąt wierzchołkowy 60 stopni.

Połączenie ze ścinaniem jest odmianą połączenia z karbem (progiem energetycznym). Rolę karbu przejmuje krawędź górnego detalu. Całość połączenia jest tak pomyślana by pod wpływem docisku i uplastycznienia jeden detal wcisnąć w drugi. Uzyskane w ten sposób połączenia są wyjątkowo mocne.


Przy projektowaniu takich połączeń warto uwzględnić dane z tabelki:


Łączenie ze ścinaniem powoduje uszczelnienie połączenia, należy pamiętać, że może powstać objętość zamknięta zawierająca powietrze, która może uniemożliwić dociśnięcie zgrzewanych powierzchni. Ponadto wzrost ciśnienia, jaki się w takim przypadku pojawia powoduje stałe naprężenia w ściankach i spoinie, co jest niekorzystne. W konstrukcji należy unikać tworzenia szczelnie zamkniętych objętości. Połączenie ścinane wymaga znacznego docisku, podpora powinna być pewnie mocowana i dobrze stabilizować łączone detale. W trakcie łączenia ścianki mogą ulec spęczeniu, w takim przypadku może być potrzebny wypychacz do wyjęcia elementów z podpory.

Poniżej zamieszczono rysunki poglądowe, które mogą być przydatne projektantom detali do łączenia ultradźwiękowego.



Warto też sprawdzić objętości upłynnianego materiału i pozostające do wypełnienia nim szczeliny, żeby nie powstawały wypływki pogarszające estetykę połączenia.





SonicTech s.c. Fachowe doradztwo w dziedzinie ultradźwiękowej obróbki tworzyw sztucznych.
ul. Dorodna 16, PL 03-195 Warszawa
tel/fax. +48 22 811 02 52
www.sonictech.pl
e-mail: info@sonictech.pl

Liczba wyświetleń tego artykułu: 14620

Artykuł pochodzi ze strony: www.Narzedziownie.pl
© 2005 - Galactica Sp.j.