超聲波熔接塑膠件的設計及工藝

超聲波熔接塑膠件的設計及工藝第1頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四Presentedby:Shine.peiDesignedby:BRANSONPHILIP.LEIYaHsinIndustrialCo.,Ltd.0-01UltrasonicAppliedTechnologies第2頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四研討概覽ITEM11.1塑膠熔接機種類1.2超聲波塑膠熔接原理1.3超聲波熔接機組件1.3.1換能器1.3.2調幅器1.3.3焊接頭1.4超聲波熔接參數(shù)調校ITEM22.1塑膠材料2.2超聲線種類2.3膠件設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.0-02第3頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四1.1塑膠熔接機種類超聲波熔接機振動磨擦熔接機線性振動磨擦熔接機循軌震動磨擦熔接機旋轉磨擦熔接機IRLaser塑膠熔接機YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-03第4頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四1.2超聲波塑膠熔接原理YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-04第5頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接原理超聲波從焊接頭放出超聲波從焊接頭傳到塑膠件超聲波傳到熔接面,份子之間因磨擦生熱,熔接塑膠件YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-05第6頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器表面振幅20kHz換能器表面振幅=20microns40kHz換能器表面振幅=10micronsYaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-06第7頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭表面振幅焊接頭表面振幅= 換能器表面振幅x調幅器增益x焊接頭增益YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-07第8頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四1.3超聲波熔接機組件YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-08第9頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四能量供應器20kHz8000series8400–900W8700–1500W900series910–1000W920–2000W930–3000W40kHz900series943–350W947–700WYaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-09第10頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四控制程式模擬式超聲波熔接機(800系列)時間模式數(shù)控式超聲波熔接機(900系列)時間模式(900B,D,IW)能量模式(900M)功率模式(900M)距離模式(900M)熔接距離實際距離YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-10第11頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四驅動器驅動器亦即超聲波熔接機中的機械活動部分,大部分為組件汽動YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-11第12頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-12第13頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-13第14頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-14第15頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-15第16頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器的功用及振動方向將電能轉為動能----超聲波換能器的振動為縱向振動YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-16第17頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器的振動原理電流經(jīng)過換能器,令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁場電磁場經(jīng)過電壓片,令電壓片振動振動經(jīng)過金屬頭,傳到調幅器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-17第18頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器的振動幅度20kHz換能器的振動幅度為20microns40kHz換能器的振動幅度為10micronsYaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-18換能器表面振幅第19頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四換能器的保養(yǎng)無橫向振動的工作環(huán)境減少熱力的產(chǎn)生減少撞擊使用Mylar片YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-19第20頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-20第21頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器的種類材料鈦金屬鋁金屬乘托框RegularRigidMountSolidMountYaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-21第22頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器的增益紫色–1:0.6綠色–1:1.0金色–1:1.5銀色–1:2.0黑色–1:2.5YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-22第23頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-23第24頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四調幅器的保養(yǎng)小心安裝及拆卸減少撞擊使用Mylar片YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-24第25頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-25第26頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭的原理焊接頭其實為一件半波長的金屬,使它傳遞超聲波時,產(chǎn)生共振YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-26第27頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭的材料鈦金屬鋁金屬鋼YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-27第28頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭的表面處理CarbideCoatingChromePlatedClearAnodizeHardAnodizeYaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-28第29頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四圓形焊接頭(CircularHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-29第30頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四方形焊接頭(RectangularHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-30第31頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭與橫向振動當焊接頭的橫幅大於3.5‘時,橫向振動就會出現(xiàn)(只適用於20kHz焊接頭)於適當?shù)奈恢眉由祥L孔,減少橫向振動YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-31第32頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四方形焊接頭加上長孔YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-32第33頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四其他焊接頭YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-33第34頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四子母形焊接頭(1)(CompositeHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-34第35頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四子母形焊接頭(2)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-35第36頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四子母形焊接頭(3)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-36第37頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四全波形焊接頭(FullWaveHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-37第38頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四真空形焊接頭(VacuumHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-38第39頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四

柱塞形焊接頭(NodalPlungerHorns)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-39第40頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭的保養(yǎng)小心安裝及拆卸減少撞擊使用Mylar片YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-40第41頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭常見問題焊接頭發(fā)熱焊接時發(fā)出很高頻的噪音按下Test按鈕時,功率表表示負荷很高不能調頻不能正常熔接塑膠件YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-41第42頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四焊接頭出現(xiàn)問題的原因1.焊接頭出現(xiàn)裂痕2.焊接頭縲絲鬆脫3.焊接頭出現(xiàn)橫振4.焊接頭表面刮花YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-42第43頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四如何檢查焊接頭上裂痕檢查焊接頭縲絲周圍檢查焊接頭長孔兩檢查焊接頭Node周圍YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-43第44頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四1.4超聲波熔接機參數(shù)調校YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-44第45頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接能量能量=功率x時間功率=壓力x下降速度x頻率x振幅YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-45第46頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接機參數(shù)調校(800系列)下降速度熔接時間保壓時間壓力表壓力調整器出發(fā)壓力調校YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-46第47頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接機參數(shù)調校(900IW系列)下降速度熔接時間保壓時間壓力表壓力調整器出發(fā)壓力調校YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-47第48頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接機參數(shù)調校(900M系列)熔接模式時間模式能量模式功率模式熔接距離模式實際距離模式接觸模式YaHsinIndustrialCo.,Ltd.1-48第49頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四2.1塑膠原料與熔接的關係YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-49第50頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四塑膠原料的類別熱固性(Thermosetting)熱塑性(Thermoplastic)非晶性塑膠原料(Amorphous)半晶性塑膠原料(Semi-Crystalline)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-50第51頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接特性熔點熔接能量ModulusofElasticityYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-51第52頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四近距離熔接及遠距離熔接近距離熔接當焊接頭接觸面跟熔接面的距離少於12.7mm(6.35)遠距離熔接當焊接頭接觸面跟熔接面的距離大於12.7mm(6.35)YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-52第53頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四熔接距離及塑膠材料的關係MaterialEaseofWeldingNearFarABS12Acrylic23PC22Polystyrene11Polysulfone24Nylon24Polyester35Polypropylene451=easiest5=HardestYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-53第54頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四2.2影響熔接效果的其他因素YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-54第55頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四吸水性有吸水特性的物料NylonPolycarbonatePolysulfone改善方法放於密封的環(huán)境超聲波熔接前將膠件焙乾注塑後立即超聲波熔接YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-55第56頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四混合物混合物料的種類玻璃纖維炭化纖維Talc塑膠加入混合物料後應注意混合物的比例YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-56第57頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四脫模済有問題的脫模済SiliconTeflonInternalLubricants建議使用脫模済PrintableYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-57第58頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四其他因素色粉再生料(水口料)防火済YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-58第59頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四不同塑膠原料熔接熔點分子結構YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-59第60頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四2.3膠件設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-60第61頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四設計大綱設計分類熔接面設計膠件外形設計設計主旨令熔接面減少對位增加焊接頭接觸面YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-61第62頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四基本熔接面設計超聲線ShearJointYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-62第63頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四超聲線的用處加熔接面的強度減少溢料減少熔接時間減少振幅YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-63第64頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四基本超聲線設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-64第65頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四假紙口設計及用處防止溢料改善外觀YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-65第66頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四假紙口YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-66第67頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四雙紙口設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-67第68頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四雙紙口YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-68雙紙口第69頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四雙紙口YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-69雙紙口第70頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四超聲線及火花紋設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-70火花紋第71頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四超聲線及火花紋YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-71第72頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四超聲線及火花紋YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-72第73頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四其他超聲線設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-73第74頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四Criss-CrossYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-74第75頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四InterruptedCriss-CrossYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-75第76頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四KnifeEdge加上火花紋YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-76第77頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四斷續(xù)的超聲線YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-77第78頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四斷續(xù)的超聲線YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-77-1第79頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四錯誤超聲線設計超聲線太粗YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-78NGNGNGGO第80頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四錯誤超聲線設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-78-1NGGO第81頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四超聲線設計的限制於某些塑膠材料不能有效熔接特別於“半晶性”塑膠材料熔接解決方法ShearJointYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-79第82頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJoint設計YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-80第83頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJoint設計例子YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-81第84頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJoint的熔接深度一般1.25W最少0.5W最多1.75WYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-82第85頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJointInterference

MaximumPart InterferenceperSide PartDimensionDimension (Range) Tolerance

Lessthan18mm 0.2to0.3mm+0.025mm

18-35mm0.3to0.4mm+0.050mmGreaterthan35mm0.4to0.5mm +0.075mm

YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-83第86頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJoint的長處熔接強度高,防水效果佳減少“假焊”現(xiàn)象出現(xiàn)適合大多數(shù)塑膠材料YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-84第87頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四ShearJoint的限制要求高精準度的膠件需要較強的支持多用於體積較小的膠件熔接面多為正多邊形或圓形YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-85第88頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四其他的設計要點YaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-86第89頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四銳角不應在膠件上加上銳角NG GOYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-87第90頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四銳角GOGOYaHsinIndustrialCo.,Ltd.2-87-1第91頁，共103頁，2023年，2月20日，星期四孔及曲折留意膠件設計中的孔位及曲位影響超聲波傳遞