超聲波切割封邊設備原理

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tags: 超聲波    時間:2014-03-11 14:54:59
超聲波切割封邊設備原理簡介
     一、概述超聲波切割機的原理與傳統意義上的切割完全不同。它是利用超聲波的能量,將被切割材料的局部加熱熔化,從而達到切割材料的目的。所以超聲波切……
超聲波切割封邊設備原理正文
    
一、概述
超聲波切割機的原理與傳統意義上的切割完全不同。它是利用超聲波的能量,將被切割材料的局部加熱熔化,從而達到切割材料的目的。所以超聲波切割不需要鋒利的刃口,也不需要很大的壓力,不會造成被切割材料的崩邊、破損。同時,由於切割刀在做超聲波振動,摩擦阻力特別小,被切割材料不易粘在刀片上。這對粘性和彈性材料、冰凍材料,如食品,橡膠等,或不便加壓力的物體切割,特別有效。
超聲波切割還有一個很大的優點,就是它在切割的同時,在切割部位有熔合作用。切割部位被完美地封邊了,可防止被切割材料組織的鬆散(如紡織材料飛邊)。
超聲波切割機的用途還可以擴展,如挖孔,鏟挖,刮漆,雕刻,分條等等。
 
整機主要技術指標

型號
頻率
最大功率
超聲波載入方式
切割刀特性
YPQG201520B
15kHz
2000W
砧板式(不帶切刀)
刀片或花輪
YPQG152020B
20 kHz
1500W
砧板式(不帶切刀)
刀片或花輪
YPQG102020 B
20 kHz        
1000W
砧板式(不帶切刀)
刀片或花輪
YPQG102020D
20 kHz        
1000W
切刀
諧振式
YPQG52020 D
20 kHz        
500 W
切刀
諧振式
YPQG54010 D
40 kHz        
500 W
切刀
諧振式
YPQG1401 D
40 kHz        
100 W
切刀(手持式)
諧振式
YPQG2281 D
28 kHz        
200 W
切刀(手持式)
非諧振,切刀可更換

二、基本結構和特點
超聲波切割機是利用波能量進行切割加工的一類設備,它最大的特點是切割不用刃口。或者說,不用傳統意義上的刃口。傳統的切割是利用帶有鋒利刃口的刀具,壓向被切割材料。此壓力集中在刃口處,壓強就非常大,超過了被切割材料的剪切強度,材料的分子結合被拉開,就被割斷了。由於材料是被強大的壓強硬性拉開的,所以切割刀具刃口就應該非常鋒利,材料本身還要承受比較大的壓力。對軟性、有彈性的材料切割效果不好,對粘性材料困難更大。
 
超聲波切割機基本構成是超聲波換能器、變幅桿、切割刀(工具頭),驅動電源。超聲波驅動電源將市電轉換成高頻高電壓交流電流,輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實就相當於一個能量轉換器件,它能將輸入的電能轉換成機械能,即超聲波。其表現形式是換能器在縱向作來回伸縮運動。伸縮運動的頻率等同於驅動電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個超聲波振動系統,二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀(工具頭)一方面進一步放大振幅,聚焦超聲波。另一方面是輸出超聲波,利用切割刀的類似刃口,將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下,瞬間軟化、熔化,強度大大下降。此時,只要施加很小的切割力,就可達到切割材料的目的。
類似於常規切割,所需要的基本的構件是切刀和砧板,超聲波切割機也由有兩種基本結構。根據超聲波施加位置的不同,我們不妨可以把它分成超聲波切刀式切割機和超聲波砧板式切割機。
超聲波切刀式切割機是直接將超聲波能量載入到切刀上,切刀就變成一把帶有超聲波的切刀。在切割材料時,材料主要是被超聲波能量軟化和熔化的,切刀的刃口只是起到切縫定位、超聲波能量輸出、分隔材料的作用。這種切割方式適用於粗、厚、長等不方便設置砧板的材料的切割。如煉膠機輸出的生膠分切,管子切割,凍肉、糖果、巧克力切割,印刷線路板,或手持式切割機等等。
超聲波砧板式切割機的基本結構和超聲波切刀式切割機類似,只是超聲波輸出部分不是切割刀,而是一個標準的超聲波平面模具。在這裡,該模具就相當於一塊砧板。只不過,這是一塊在作超聲波振動的砧板。切割刀就還是用傳統的、任何形狀的均可,只是對刃口的鋒利要求下降了,切刀的壽命也大大延長了。
在很多情況下,由於有了超聲波的作用,傳統的切割刀片也允許有了很大的變化。最典型的是切刀轉化成了帶凸起圖案的圓柱型輪子,俗稱花輪。凸起的部分相當於切刀的刃口,被切割的材料在花輪和超聲波砧板間走過。這種組合可以切割出變化無窮無盡的花紋圖案,成本很低,效率極高。這種切割方式適用薄片狀材料的切割,如各類商標,服裝花邊,布料裁剪,裝飾珠片切割,天然纖維,合成纖維,無紡布,人造樹脂,紙張,膠片切割、分條等等。
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