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超聲波切割原理、基本結(jié)構(gòu)和特點

更新時間:2015-09-24  |  點擊率:5856

一、超聲波切割原理

    超聲波切割機的原理與傳統(tǒng)意義上的切割*不同。超聲波切割原理是通過超聲波發(fā)生器將50/60Hz電流轉(zhuǎn)換成20、30或40KHz電能。被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械振動,隨后機械振動通過一套可以改變振幅的調(diào)幅器裝置傳遞到切割刀。切割刀將接收到的振動能量傳遞到待切割工件的切割面,在該區(qū)域,振動能量被通過激活橡膠分子能,打開分子鏈的方式對膠料進行切割。這對粘性和彈性材料、冰凍材料,如食品,橡膠等,或不便加壓力的物體切割,特別有效。超聲波切割還有一個很大的優(yōu)點,就是它在切割的同時,在切割部位有熔合作用。切割部位被地封邊了,可防止被切割材料組織的松散(如紡織材料飛邊)。超聲波切割機的用途還可以擴展,如挖孔,鏟挖,刮漆,雕刻,分條等等。

二、超聲波切割基本結(jié)構(gòu)和特點

    超聲波切割機是利用波能量進行切割加工的一類設(shè)備,它大的特點是切割不用刃口?;蛘哒f,不用傳統(tǒng)意義上的刃口。傳統(tǒng)的切割是利用帶有鋒利刃口的刀具,壓向被切割材料。此壓力集中在刃口處,壓強就非常大,超過了被切割材料的剪切強度,材料的分子結(jié)合被拉開,就被割斷了。由于材料是被強大的壓強硬性拉開的,所以切割刀具刃口就應(yīng)該非常鋒利,材料本身還要承受比較大的壓力。對軟性、有彈性的材料切割效果不好,對粘性材料困難更大。

    基本構(gòu)成是超聲波換能器、變幅桿、切割刀(工具頭),驅(qū)動電源。超聲波驅(qū)動電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高電壓交流電流,輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實就相當(dāng)于一個能量轉(zhuǎn)換器件,它能將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機械能,即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來回伸縮運動。伸縮運動的頻率等同于驅(qū)動電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個超聲波振動系統(tǒng),二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀(工具頭)一方面進一步放大振幅,聚焦超聲波。另一方面是輸出超聲波,利用切割刀的類似刃口,將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下,瞬間軟化、熔化,強度大大下降。此時,只要施加很小的切割力,就可達到切割材料的目的。類似于常規(guī)切割,所需要的基本的構(gòu)件是切刀和砧板,超聲波切割機也由有兩種基本結(jié)構(gòu)。

    根據(jù)超聲波施加位置的不同,可以把它分成超聲波切刀式切割機和超聲波砧板式切割機。超聲波切刀式切割機是直接將超聲波能量加載到切刀上,切刀就變成一把帶有超聲波的切刀。在切割材料時,材料主要是被超聲波能量軟化和熔化的,切刀的刃口只是起到切縫定位、超聲波能量輸出、分隔材料的作用。這種切割方式適用于粗、厚、長等不方便設(shè)置砧板的材料的切割。超音波切割機適用于:如煉膠機輸出的生膠分切、管子切割、凍肉、糖果、巧克力切割、印刷線路板、工業(yè)、首飾業(yè)、塑料制品加工、食品加工、印刷工業(yè)、汽車工業(yè)天然纖維分割(可分細線路)合成纖維深挖(多層電路切斷)薄的人造樹脂括漆(適合大面積)所有型式的紙張和底膠片原產(chǎn)地(中國)或手持式切割機等。

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