超音波溶着

超音波とは何ですか?

鳥のさえずりからガラスを砕く音まで、音は耳で感じる以上のものです。それは体の機械的振動から生じます。たとえば、ギターの弦を叩くと、その振動によって空気中の圧力や密度が変動し、音源を起点にしてあらゆる方向に波状が広がっていきます。これは、空気中だけでなく、あらゆる弾性媒体、つまり気体、流体、固体でも機能します。

人間があらゆる音を聞き分けることができないことを示す例が、超音波と言えるでしょう。その高周波音波は、産業や医療で目立つことなく使用されています。

超音波溶着は、接着剤やネジなどのツールを使わずに、一瞬で行うことができます。パッケージ、自動車部品、おもちゃなどの製造に超音波が使用されます。例:

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• 射出成型によって製作されたパーツの組み立て (例: おもちゃ用)
• 薄膜の埋め込み (例: 医療用構成部品のフィルター薄膜用)
• レザー、不織布、繊維製品 (例: 車のエアフィルター) の引っかき
• 異種材料をリベットで結合する (例：エアバッグ用)
• 成形技術を用いてフォームフィット・ジョイント接続の確立 (例: 充電器の磁気接点用)
• メス側のコネクターと磁石 (例: センサーを作動させるためのカプセル化された磁石)

超音波溶着システムは、さまざまなコンポーネントで構成されています。アクティブコンポーネントは、音を発生させ、それを伝達し、アプリケーションに伝えます。受動部品はその結果生じる力を吸収し、アプリケーションを所定の位置に保持し、特に溶着シーム (構成部品が接合される箇所) をサポートします。

アクティブ:

超音波発振器

振動子

振幅変換 (ブースターまたはアンプリチュードカプラー)

ホーン (溶着ツール)

振動子、ブースター、ホーンが一体となって、いわゆるスタックを形成しています。

受動:

冶具

アンビル

構成部品を正確に溶かすためには、振動エネルギーを一点に集中させる必要があります。これをエネルギーフォーカスといいます。この特定のポイントで、熱の発生が最も強く、溶けるようになります。これは、エネルギー消費量の少ない定義済みの溶着プロセスの場合です。

原則的には、ほとんどの熱可塑性プラスチック (熱成形可能なプラスチック) を超音波で溶着することができます。「素材は硬い方がいい」。超音波溶着には、プラスチックに加えて、アルミニウム、ニッケル、真ちゅう、銅などのさまざまな非鉄金属が適しています。