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3D打印的塑膠部件可以超聲波焊接嗎?

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3D打印的材料可以超聲波焊接嗎?

  超聲波焊接是使用通常稱為“焊頭”的模具,將高頻振動(15-50Khz)傳遞到部件或者材料層。這些振動傳遞到兩個部件的界面并通過交變應力和摩擦產生熱量,將材料熔化并將兩個部分粘合在一起。該技術快速有效且清潔,無消耗品。超聲波工藝還可用于螺絲嵌入、鉚接和點焊組件等。

  超聲波焊接十分適合熱塑性材料的焊接。熱固性材料經歷不可逆的化學變化而不能重整,因此不能進行超聲波焊接。

其他因素可能影響材料的超聲所需能量和可焊性。主要因素包括聚合物結構、密度、熔化溫度、粘度、剛度(彈性模量)、導熱率和化學組成。無定形和半結晶聚合物都可以焊接。然而,無定形材料通常更容易焊接,因為它們具有較寬的軟化溫度并且更容易將超聲波振動傳遞到焊接筋上。

產品3D打印示意圖


  雖然3D打印組件可以提供精確的零件幾何形狀,但這些零件的物理特性與注塑、擠壓和機加工成型零件的物理特性是大不相同。塑料分子的排列規則結晶結構也完全不同。

注塑產品和3D打印產品的結構對比

   實踐證明,大多數3D打印的部件是不能夠進行超聲波焊接的,一種塑料能否采用超聲波焊接工藝,首先要看這種塑料是否具有良好的超聲波傳遞特性,3D打印的塑膠材料,是熔化后堆積起來的,它具有較高的聲阻抗特性,嚴重不利于超聲波的傳遞,因此得出結論,現階段的3D打印材料,是不夠采用超聲波塑料焊接工藝。

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