日常生活における超音波の詳細な動作原理

超音波が熱可塑性プラスチックの接触面に作用すると、毎秒数万回の高周波振動が発生します。 一定の振幅を持つこの高周波振動は、超音波エネルギーを上部溶接部を通して溶接領域に送信します。 溶接部、つまり2つの溶接の界面の音響抵抗が大きいため、局所的な高温が発生します。 さらに、プラスチックの熱伝導率が低いため、しばらくの間解放できず、溶接領域に集まり、2つのプラスチックの接触面が急速に溶融します。 一定の圧力を加えた後、1つに融合します。 超音波が機能しなくなったら、圧力を数秒間持続させて凝固させ、固体の分子鎖を形成して溶接の目的を達成します。溶接強度は原材料の強度に近づくことができます。 超音波プラスチック溶着の品質は、トランスデューサー溶着ヘッドの振幅、加えられる圧力、および溶着時間の 3 つの要因に左右されます。 溶接時間と溶接ヘッド圧力を調整でき、振幅はトランスデューサとホーンによって決定されます。 これら 3 つの量には適切な値があります。 エネルギーが適切な値を超えると、プラスチックの溶融量が多くなり、溶接部が変形しやすくなります。 エネルギーが小さいと溶着しにくく、大きな圧力をかけることができません。 この最適圧力は、溶接部の辺の長さとエッジ 1 mm あたりの最適圧力の積です。

現代社会では、さまざまなプラスチック製品が人々の日常生活のさまざまな分野に浸透しており、航空、船舶、自動車、電気製品、包装、玩具、電子機器、繊維などの産業でも広く使用されています。 しかし、射出成形プロセスの制限などにより、複雑な形状のプラスチック製品は、一度に射出成形することができず、接着が必要です。 しかし、長年使用されてきたプラスチックの接着およびヒートシールプロセスは非常に遅れており、効率が低いだけでなく、特定の毒性があり、環境汚染と労働保護を引き起こしています。 伝統的なプロセスは現代のプラスチック産業の発展ニーズを満たすことができないため、新しいプラスチック加工技術の超音波プラスチック溶着は、その高効率、高品質、美しさ、省エネの利点で際立っています。 プラスチック製品を溶接する場合、超音波プラスチック溶接機は接着剤、フィラー、溶剤を追加する必要がなく、大量の熱源を消費しません。 操作が簡単で、溶接速度が速く、溶接強度が高く、生産効率が高いという利点があります。 したがって、超音波溶接技術はますます広く使用されています。