1、超聲波超聲波塑膠熔接塑膠熔接原理原理熔接熔接原理原理n超聲波從焊接頭放出n超聲波從焊接頭傳到塑膠件n超聲波傳到熔接面, 份子之間因磨擦生熱,熔接塑膠件塑膠熔接塑膠熔接機種類機種類n超聲波熔接機n振動磨擦熔接機n線性振動磨擦熔接機n循軌震動磨擦熔接機n旋轉磨擦熔接機nIR Laser 塑膠熔接機超聲波超聲波熔接熔接機組件機組件能量供應器能量供應器n20kHzn8000 seriesn8400 900Wn8700 1500Wn900 seriesn910 1000Wn920 2000Wn930 3000Wn40kHzn900seriesn943 350Wn947 700W控制程式控制程式n模擬式超
2、聲波熔接機(800系列)n時間模式n數控式超聲波熔接機(900系列)n時間模式 (900B,D,IW)n能量模式 (900M)n功率模式 (900M)n距離模式 (900M)n熔接距離n實際距離驅動器驅動器n驅動器亦即超聲波熔接機中的機械活動部分, 大部分為汽動組件焊接頭焊接頭調幅器調幅器換能器換能器焊接頭焊接頭焊接頭的原理焊接頭的原理n焊接頭其實為一件半波長的金屬,使它傳遞超聲波時,產生共振焊接頭的材料焊接頭的材料n鈦金屬n鋁金屬n鋼焊接頭的表面處理焊接頭的表面處理nCarbide Coating 碳化物涂层nChrome Plated 镀铬nClear Anodize 阳极处理nHard
3、Anodize 圓形焊接頭圓形焊接頭(Circular Horns)方形方形焊接頭焊接頭( (Rectangular Horns)Rectangular Horns)焊接頭與橫向振動焊接頭與橫向振動n當焊接頭的橫幅大於3.5時,橫向振動就會出現(只適用於20kHz焊接頭)n於適當的位置加上長孔,減少橫向振動方形方形焊接頭加上長孔焊接頭加上長孔其他其他焊接頭焊接頭子母形子母形焊接頭焊接頭( (Composite Horns)Composite Horns)子母形子母形焊接頭焊接頭子母形子母形焊接頭焊接頭全波形全波形焊接頭焊接頭( (Full Wave Horns)Full Wave Horns)
4、真空形真空形焊接頭焊接頭( (Vacuum Horns)Vacuum Horns)柱塞形焊接頭柱塞形焊接頭( (Nodal Plunger Horns)Nodal Plunger Horns)焊接頭焊接頭的保養的保養n小心安裝及拆卸n減少撞擊n使用Mylar片焊接頭常見問題焊接頭常見問題n焊接頭發熱n焊接時發出很高頻的噪音n按下Test按鈕時,功率表表示負荷很高n不能調頻n不能正常熔接塑膠件焊接頭出現問題的原因焊接頭出現問題的原因n焊接頭出現裂痕n焊接頭表面刮花n焊接頭縲絲鬆脫n焊接頭出現橫振如何檢查如何檢查焊接頭上裂痕焊接頭上裂痕n檢查焊接頭縲絲周圍n檢查焊接頭長孔兩n檢查焊接頭Node周圍
5、發問時間發問時間塑膠原料與熔接的關係塑膠原料與熔接的關係塑膠原料的類別塑膠原料的類別n熱固性 (Thermosetting)n熱塑性 (Thermoplastic)n非晶性塑膠原料 (Amorphous)n半晶性塑膠原料 (Semi-Crystalline)熔接特性熔接特性n溶點n熔接能量nModulus of Elasticity近距離熔接及遠距離熔接近距離熔接及遠距離熔接n近距離熔接n當焊接頭接觸面跟熔接面的距離少於0.5寸n遠距離熔接n當焊接頭接觸面跟熔接面的距離大於0.5寸距離熔接及塑膠材料的關係距離熔接及塑膠材料的關係MaterialEase of WeldingNearFarABS
6、12Acrylic23PC22Polystyrene11Polysulfone24Nylon24Polyester35Polypropylene451= easiest 5 = Hardest影響熔接效果的其他因素影響熔接效果的其他因素吸水性吸水性n有吸水特性的物料nNylonnPolycarbonatenPolysulfonen改善方法n放於密封的環境n超聲波熔接前將膠件焙乾n注塑後立即超聲波熔接混合物混合物n混合物料的種類n玻璃纖維n炭化纖維nTalcn塑膠加入混合物料後應注意n混合物的比例脫模済脫模済n有問題的脫模済nSiliconnTeflonnInternal Lubricantsn
7、建議使用脫模済nPrintable其他因素其他因素n色粉n再生料(水口料)n防火済不同塑膠原料熔接不同塑膠原料熔接n溶點n分子結構發問時間發問時間膠件設計膠件設計設計大綱設計大綱n設計分類n熔接面設計n膠件外形設計n設計主旨n令熔接面減少n對位n增加焊接頭接觸面基本熔接面設計基本熔接面設計n超聲線nShear Joint超聲線的用處超聲線的用處n加熔接面的強度n減少溢料n減少熔接時間n減少振幅基本超聲線設計基本超聲線設計假紙口設計及用處假紙口設計及用處n防止溢料n改善外觀假紙口假紙口雙紙口設計雙紙口設計雙紙口雙紙口雙紙口雙紙口超聲線及火花紋設計超聲線及火花紋設計超聲線及火花紋超聲線及火花紋超聲
8、線及火花紋超聲線及火花紋其他超聲線設計其他超聲線設計CrissCriss-Cross-CrossInterrupted Interrupted CrissCriss-Cross-CrossKnife Edge Knife Edge 加上火花紋加上火花紋斷續的超聲線斷續的超聲線錯誤超聲線設計錯誤超聲線設計n超聲線太粗超聲線設計的限制超聲線設計的限制n於某些塑膠材料不能有效熔接n特別於“半晶性”塑膠材料熔接n解決方法nShear JointShear Joint Shear Joint 設計設計Shear Joint Shear Joint 設計例子設計例子Shear Joint Shear Jo
9、int 的熔接深度的熔接深度n一般 1.25wn最少 0.5wn最多 1.75wShear Joint Interference Maximum Part Interference per SidePart Dimension Dimension (Range) Tolerance Less than 0.75” 0.008” to 0.012” + 0.001” (+ 0.025mm) (18mm) (0.2 to 0.3mm) 0.75” to 1.50” 0.012” to 0.016” + 0.002” (+ 0.050mm) (18-35mm) (0.3 to 0.4mm)Great
10、er than 1.50” 0.016” to 0.020” + 0.003” (+ 0.075mm) (35mm) (0.4 to 0.5mm)Shear Joint Shear Joint 的長處的長處n熔接強度高,防水效果佳n減少“假焊”現象出現n適合大多數塑膠材料Shear Joint Shear Joint 的限制的限制n要求高精準度的膠件n需要較強的支持n多用於體積較小的膠件n熔接面多為正多邊形或圓形其他的設計要點其他的設計要點銳角銳角n不應在膠件上加上銳角n不適當適當孔及曲折孔及曲折n留意膠件設計中的孔位及曲位影響超聲波傳遞AppendageAppendagen膠件上的薄牆及翼位,於超聲後有破裂n解決方法n於角位加上弧線n加厚牆位及翼位n加支持骨位DiaphragmmingDiaphragmmingn於熔接後膠件表面出現裂痕或熱熔痕跡n解決方法n縮短焊接時間n加強或減少振幅n振幅控制(Amplitude Profile)n柱塞形焊接頭n加厚牆位n加支持骨位焊接頭接觸面焊接頭接觸面n設計膠件時應預設焊接頭接觸面,加強超聲波熔接效果焊接頭接觸面焊接頭接觸面n改善焊接頭接觸面的設計,改善焊接效果發問時間發問時間
