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超聲波模具的使用壽命

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發表時間:2021-07-08 18:28

超聲波模具的使用壽命關鍵決定于三個方面:

a、超聲波模具材料,

b、機械加工工藝 

c、模具結構設計(不恰當的形狀設計會導致聲波傳輸應力集中,嚴重的會造成超聲波模具破裂)


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1、材料方面:超聲波模具要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過程中機械損耗?。┑奶攸c,所以最常用的材料為鋁合金及鈦合金,


超聲波模具材料是保證超聲波模具壽命于熔接產品效果的主要原因之一,超聲波模具完成的過程是復雜的。所以不僅是超聲波模具工程師設計務必慎重選擇材質,亦需了解本身產品要求該使用何種材質,避免因疏忽而影響其時效與品質。


現將目前各種材料的特性略述如下:


A、鋁鎂合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)

7075T651:使用于振動系統及Horn制造,該材料具有極高的機械屈服強度,硬度高, 熱傳導性強,是理想的超聲波模具制造材料;

2024T651:一般使用HORN制造,軔性佳,熱傳導性強,硬度適中,用于一般塑膠制品;

6061T651:使用于較低出力之超聲波焊頭制造,軔性佳,質較軟;


B、鈦合金: 用于連續發振的機種,軔性較高,熱傳導佳,硬度高,而成本昂貴。


C、國產硬質鋁合金:國產料,用于普通鋁材加工,熱傳導低,對超聲波機械損耗高,成本低。


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2、超聲皮模具加工工藝:

超聲波模具因為工作于高頻振動情況下,應盡量保持一個對稱設計,以避免聲波傳遞的不對稱性導致的不均衡應力及橫向振動(我們所用于焊接的焊頭利用的是超聲波振動的縱向傳遞,對于整個諧振系統而言),不均衡振動能導致焊頭發熱及斷裂。

超聲波焊接應用于不同行業對加工精度要求是不同的,對于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對加工精度的要求非常高,我們所有的加工設備均采用數控設備(如加工中心等),這樣才能保證加工出來的精度符合要求。


模具車間


3、超聲波模具的設計:

超聲波模具設計是一個十分復雜的工作,需要根據模具材料,尺寸以及機器頻率,聲學原理等因素綜合考慮。你所提到的模具是因為焊接部位對然不寬但是比較長,因此模具的寬度已經超過了聲波在材料中的1/2波長,因此需要開兩根槽來保證模具出力均勻,這主要是根據聲學原理來考量。一個好的模具是焊接穩定的最重要前提,如果模具設計不好會導致一些列焊接問題,如焊接不均勻,模具發熱,噪音,甚至開裂等等!


                          智能卡模具設計.jpg智能物聯網卡超聲波焊接


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