塑料超聲波焊接機操作規程
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塑料超聲波焊接機操作規程

塑料超聲波焊接機操作規程
作者:Rito
發布時間:2011-05-11
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關鍵詞:超聲波焊接機
廠家:無錫睿特超聲設備有限公司
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工商信息:營業執照
詳情

在超音波熔接作業中,產品表面產生傷痕、結合處斷裂或有裂痕是常見的。

因為在超音波作業中會產生兩種情形:1.高熱能直接接觸塑料產品表面2.振動傳導。所以超音波發振作用于塑料產品時,產品表面就容易發生燙傷,而1m/m以內肉厚較薄之塑料柱或孔,也極易產生破裂現象,這是超音波作業先決現象是無可避免的。

而在另一方面,有因超音波輸出能量的不足(分機臺與HORN上模),在振動摩擦能量轉換為熱能時需要用長時間來熔接,以累積熱能來彌補輸出功率的不足。此種熔接方式,不是在瞬間達到的振動摩擦熱能,而需靠熔接時間來累積熱能,期使塑料產品之熔點到達成為熔接效果,如此將造成熱能停留在產品表面過久,而所累積的溫度與壓力也將造成產品的燙傷、震斷或破裂。是以此時必須考慮功率輸出(段數)、熔接時間、動態壓力等配合因素,來克服此種作業缺失。

解決方法:

1.降低壓力。

2.減少延遲時間(提早發振)

3.減少熔接時間

4.引用介質覆蓋(如PE袋)

5.模治具表面處理(硬化或鍍鉻)

6.機臺段數降低或減少上模擴大比

7.易震裂或斷之產品,治具宜制成緩沖,如軟性樹脂或覆蓋軟木塞等(此項指不影響熔接強度)

8.易斷裂產品于直角處加R角

制品產生扭曲變形

發生這種變形我們規納其原因有三:

1.本體與欲熔接物或蓋因角度或弧度無法相互吻合

2.產品肉厚薄(2m/m以內)且長度超出60m/m以上

3.產品因射出成型壓力等條件導致變形扭曲

所以當我們的產品經超音波作業而發生變形時,從表面看來好像是超音波熔接的原因,然而這只是一種結果,塑料產品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何種結果。如果沒有針對主因去探討,那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上,而且在超音波間接傳導熔接作業中(非直熔),6kg以下的壓力是無法改變塑料的軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力,去改變熔接前的變形(熔接機高壓力為6kg),包含用模治具的強迫擠壓;蛟S我們也會陷入一個盲點,那就是從表面探討變形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是經完成超音波熔接后,就很明顯的發現變形。其原因乃產品在熔接前,會因導熔線的存在,而較難發現產品本身各種角度、弧度與余料的累積誤差,而在完成超音波熔接后,卻顯現成肉眼可看到的變形。

解決方法:

1.降低壓力(壓力在2kg以下)

2.減少超音波熔接時間(降低強度標準)

3.增加硬化時間(至少0.8秒以上)

4.分析超音波上下模是否可局部調整(非必要時)

5.分析產品變形主因,予以改善。

制品內部零件破壞

超音波熔接后發生產品破壞原因如下:

1.超音波熔接機功率輸出太強

2.超音波能量擴大器能量輸出太強

3.底模治具受力點懸空,受超音波傳導振動而破壞

4.塑料制品高、細成底部直角,而未設緩沖疏導能量的R角

5.不正確的超音波加工條件

6.塑料產品之柱或較脆弱部位,開置于塑料模分模在線。

所以當我們的產品經超音波作業而發生變形時,從表面看來好像是超音波熔接的原因,然而這只是一種結果,塑料產品未熔接前的任何因素,熔接后就形成何種結果。如果沒有針對主因去探討,那將耗費很多時間在處理不對癥下藥的問題上,而且在超音波間接傳導熔接作業中(非直熔),6kg以下的壓力是無法改變塑料的軔性與慣性。所以不要嘗試用強大的壓力,去改變熔接前的變形(熔接機高壓力為6kg),包含用模治具的強迫擠壓;蛟S我們也會陷入一個盲點,那就是從表面探討變形原因,即未熔接前肉眼看不出,但是經完成超音波熔接后,就很明顯的發現變形。其原因乃產品在熔接前,會因導熔線的存在,而較難發現產品本身各種角度、弧度與余料的累積誤差,而在完成超音波熔接后,卻顯現成肉眼可看到的變形。

解決方法:

1.提早超音波發振時間(避免接觸發振)

2.降低壓力、減少超音波熔接時間(降低強度標準)

3.減少機臺功率段數或小功率機臺

4.降低超音波模具擴大比

5.底模受力處墊緩沖橡膠

6.底模與制品避免懸空或間隙

7.HORN(上模)掏孔后重測頻率

8.上模掏孔后貼上富彈性材料

產品產生溢料或毛邊

超音波熔接后產品發生溢料或毛邊原因如下:

1.超音波功率太強

2.超音波熔接時間太長

3.空氣壓力(動態)太大

4.上模下壓力(靜態)太大

5.上模(HORN)能量擴大比率太大

6.塑料制品導熔線太外側或太高或粗

上述六項為造成超音波熔接作業后產品發生溢料毛邊的原因,然而其中關鍵性的是在第六項超音波的導熔線開設,一般在超音波熔接作業中,空氣壓力大約在2~4kg范圍,根據經驗值佳的超音波導熔線,是在底部0.4~0.6m/m×高度0.3~0.4m/m如:此型?,尖角約呈60°,超出這個數值將導至超音波熔接時間、壓力、機臺或上模功率的升高,如此就形成上述1~6項造成溢料與毛邊的原因。

解決方法:

1.降低壓力、減少超音波熔接時間(降低強度標準)

2.減少機臺功率段數或小功率機臺

3.降低超音波模具擴大比

4.使用超音波機臺微調定位固定

5.修改超音波導熔線

6.產品熔接后尺寸無法控制于公差內

在超音波熔接作業中,產品無法控制于公差范圍有其下述原因:

1.機臺穩定性(能量轉換未增設安全系數)

2.塑料產品變形量超出超音波自然熔合范圍

3.治具定位或承受力不穩定

4.超音波上模能量擴大輸出不配合

5.熔接加工條件未增設安全系數

解決方法:

1.增加熔接安全系數(依序由熔接時間、壓力、功率)

2.啟用微調固定螺絲(應可控制到0.02m/m)

3.檢查超音波上模輸出能量是否足夠(不足時增加段數)

4.檢查治具定位與產品承受力是否穩合

5.修改超音波導熔線。

超聲波塑料焊接水、氣密導熔線(焊線)設計

我們欲求產品達到水、氣密的功能時,定位與超聲波導熔線是成敗的重要關鍵,所以在產品設計時的考慮,如:定位、材質、肉厚,與超聲波導熔線的對應比例有的關系。在一般水、氣密的要求,導熔線高度應在0.5~0.8m/m之范圍(視產品肉厚而定),如低于0.5m/m以下,要達到水氣密的功能,除非定位設定要非常標準,而且肉厚有5m/m以上,否則效果不佳。一般要求水氣密的產品其定位與超音波導熔線的方式如下:

斜切式:適合水密性及大型產品之熔接,接觸面角度=45°,x=w/2,d=0.3~0.8mm為佳。

階梯尖式:適合水密性及防止外凸或龜裂之方法,接觸面的角度=45°,x=w/2,d=0.3~0.8mm為佳。

峰谷尖式:適合水密性且高強度熔接,d=0.3~0.6mm內側接觸面之高度h依形狀大小而有變化,但h約在1~2mm左右。

以上三種為水氣密超聲波導熔線設計法。

產品實施超聲波作業無法達到水、氣密,除了超聲波導熔線、治具定位、產品本身定位等因素外,超聲波設定的條件也是一項主因。我們在此更深入探討引響水氣密的另一原因(熔接條件),在我們實施超音波熔接作業時,求效率求快是基本目標,但往往也忽略了其求效率的要領,正常有兩種現象出現:

一、下降速度、緩沖太快:此一形成的速度,使動態壓力加上重力加速度將把超聲波導熔線壓扁,使導熔線無法發揮導熔的作用,形成假相熔接。

二、熔接時間過長:塑料產品因接收過長時間的熱能,不僅使塑料材質熔化,更進而造成塑料組織焦化現象,產生砂孔,水或氣即由此砂孔滲透而出。這是一般生產技術者不易發現之處。

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