Proizvodnja i održavanje kalupa za ultrazvučno čišćenje pretvornika

Piezoelektrični ultrazvučni pretvarač znači da je frekvencija vibracija veća od 20KHz, a broj vibracija u sekundi (frekvencija) je vrlo visok, što prelazi gornju granicu ljudskog uha (20000Hz). Ljudi ovaj nečujni zvučni val nazivaju ultrazvučnim. Ultrazvuk i zvučni zvuk u biti su identični. Imaju zajedničku točku mehaničke vibracije, koja se obično širi u elastičnom mediju u obliku uzdužnog vala. To je oblik širenja energije, a razlika je u tome što je ultrazvučna frekvencija visoka. Valna duljina je kratka i ima dobru zračnost i usmjerenost duž ravne linije unutar određene udaljenosti. U 2013. frekvencijski raspon koji se koristi za ultrazvučno snimanje abdomena je između 2∽5MHz, obično 3∽3,5MHz (jedna vibracija u sekundi) 1 Hz, 1 MHz = 10 ^ 6 Hz, odnosno 1 milijun vibracija u sekundi, a frekvencija čujnih valova je između 16 i 20 000 Hz.

Dva glavna parametra ultrazvuka:

Dva glavna parametra piezo keramički prsten : Frekvencija: F ≥ 20KHz; Gustoća snage: p = Snaga prijenosa (W) / Površina emisije (cm2); Obično p ≥ 0,3 w / cm2; Ultrazvučni valovi koji se šire u tekućini mogu zaprljati površinu predmeta. Princip 'čišćenja' može se objasniti fenomenom 'kavitacije': kada se ultrazvučni val širi u tekućini do tlaka od jedne atmosfere, gustoća snage je 0,35w/cm2, a vrhunac tlaka ultrazvučnog vala može doseći vakuum ili negativni tlak, ali zapravo nema negativnog tlaka postoji, pa se u tekućini stvara veliki tlak, koji razbija molekule tekućine u šupljine i jezgre kavitacije. Ova šupljina je vrlo blizu vakuuma, koji pukne kada se ultrazvučni tlak preokrene na maksimum, a jak udar uslijed puknuća udara u prljavštinu na površini predmeta. 

Ovaj fenomen udarnog vala uzrokovan pucanjem brojnih malih kavitacijskih mjehurića naziva se fenomen 'kavitacije'. Dizajn i proizvodnja ultrazvučnih kalupa moraju biti vrlo jednostavni. Nemojte se zavarati, kada koristite glavu za zavarivanje kojom se pogrešno rukuje ili koja nije podešena, to će vas koštati puno proizvodnje -- uništit će učinak zavarivanja, a još ozbiljnije će izravno dovesti do sonde ili oštetiti uređaj. Stoga dizajn ultrazvučnog kalupa nije tako jednostavan kao njegov oblik. Naprotiv, potrebno je puno stručnog znanja i vještina - kako osigurati što ekonomičniji rad glava sonde za ultrazvučno zavarivanje tekstila ? Kako osigurati da glava za zavarivanje može učinkovito pretvoriti mehaničke vibracije sonde? Prijenos na obradak kako bi se formirao dosljedno stabilan zavar - ultrazvučni kalup jedan je od tehnički najdubljih aspekata ultrazvučne tehnologije. Za različite predmete zavarivanja potrebne su različite glave alata. Bilo da se radi o zavarivanju u kratkom polju ili prijenosnom zavarivanju, samo glava alata poluvalne duljine može postići maksimalnu amplitudu čeone površine zavarivanja. Glava alata ima dvije vrste amplitude i nema pojačanje amplitude.

Glava alata akustičnog sustava za ultrazvučni pretvornik za zavarivanje plastike obično je izrađena od aluminijske legure. Čeona strana je obložena tvrdom legurom. Kada je snaga velika, također je izrađen od materijala od legure titana. U ovom slučaju, otpornost materijala na zamor je više nego dvostruko veća od čvrstoće aluminijske legure. Budući da ultrazvučna glava za zavarivanje radi pod visokofrekventnim vibracijama, trebala bi pokušati održati simetričan dizajn kako bi se izbjegla neuravnotežena opterećenja i bočne vibracije uzrokovane asimetrijom prijenosa zvučnih valova. Neuravnotežene vibracije mogu uzrokovati zagrijavanje i pucanje kose. Ultrazvučno zavarivanje primjenjuje se u različitim industrijama i ima različite zahtjeve za preciznošću obrade. Za posebno tanke izratke kao što su polovi litij-ionske baterije i zavarivanje jezičaca, prevlačenje zlatnom folijom, itd., točnost obrade je vrlo visoka i potrebna je visoka preciznost. Oprema za obradu obrađuje se tako da proizvedeni kalupi zadovoljavaju zahtjeve za upotrebu. Ultrazvučno zavarivanje zahtijeva dobru fleksibilnost metalnih materijala (mali mehanički gubitak tijekom prijenosa zvuka). Stoga su najčešće korišteni materijali legure aluminija i legure titana, što su glavni razlozi za osiguravanje vijeka trajanja ultrazvučnih kalupa u proizvodima za zavarivanje. Prvo, proces dovršavanja kalupa je kompliciran. Stoga materijal mora biti pažljivo odabran ne samo u dizajnu inženjera kalupa, već i materijalu koji proizvod treba koristiti kako bi se izbjegao nenamjeran utjecaj na njegovu pravovremenost i kvalitetu pretvarača za čišćenje vibracija.