Pemotongan bahan ultrasonik

Prinsip pemotongan ultrasonik sama sekali berbeza daripada teknologi pemotongan bahan tradisional. Dalam kes pertama kita gunakan tenaga ultrasonikyang tidak memerlukan mengasah tepi pemotong alat dan menggunakan daya yang besar.

Tidak seperti pemotongan mekanikal, pemotongan ultrasonik tidak mempunyai cip, tiada bunyi, tiada tepi terbakar seperti laser atau rawatan haba lain, tiada asap atau gas. Berbanding dengan pemotongan jet air, tiada penembusan kelembapan ke dalam bahan. Dari segi kos pemotongan, pemotongan ultrasonik adalah alternatif kepada pemotongan laser dan air.

Hujung pemotongan bergetar secara ultrasonik, yang menyebabkan sedikit geseran dan bahan pemotongan tidak melekat, yang penting terutamanya untuk bahan likat dan elastik, makanan beku, getah dan bahan lain yang tidak boleh dipotong di bawah tekanan.

Gelombang ultrabunyi tidak dapat didengari oleh manusia. Pisau pemotong ultrasonik bergetar dengan amplitud 10 — 70 µm dalam arah membujur. Getaran adalah mikroskopik, jadi ia tidak dapat dilihat. Pergerakan diulang 20,000 — 40,000 kali sesaat (frekuensi 20 — 40 kHz).

Peranti ultrabunyi dengan frekuensi yang lebih rendah mempunyai lebih berat dan lebih banyak output kuasa. Amplitud yang lebih tinggi juga boleh dicapai pada frekuensi yang lebih rendah. Mesin dengan frekuensi 20 kHz lebih sesuai untuk memotong bahan tebal dan kuat.

Kelemahan peranti sedemikian ialah frekuensi ultrasonik hampir dengan julat yang boleh didengar, dan langkah pengurangan hingar mungkin diperlukan semasa operasi.

Peranti 35 kHz lebih sesuai untuk bahan yang lebih nipis seperti foil, kulit tiruan dan tekstil, serta untuk memproses bentuk kompleks. Pada masa yang sama, mesin senyap beroperasi.

Contoh aplikasi untuk pemotongan ultrasonik

Alat pemotong ultrasonik terdiri daripada transduser ultrasonik, hujung hab, pisau dan bekalan kuasa. Transduser ultrasonik digunakan untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal (ultrasonik).

Pada masa ini, sekatan elektrik digunakan hampir secara universal — kesannya adalah sebaliknya piezoelektrik… Ini bermakna voltan elektrik berselang-seli digunakan pada transduser pada plat seramik atau kuarza yang menjana ultrasound. Penumpu akustik meningkatkan amplitud getaran keluar di kawasan pemotongan.

Bahan dilembutkan dan dipotong oleh tenaga ultrasonik, dan bilah pisau hanya memainkan peranan untuk meletakkan kedudukan potongan dan mengeluarkan tenaga ultrasonik. Daya pemotongan dikurangkan kira-kira 75% dan produktiviti proses pemotongan meningkat dengan ketara berbanding kaedah pemotongan lain.

Bahan pelelas boleh digunakan untuk meningkatkan kecekapan pemotongan.

Mesin pemotong ultrasonik

Kelajuan pemotongan bergantung kepada bahan yang diproses dan secara amnya ditentukan oleh nisbah: V = 4 * X * e, di mana X ialah amplitud getaran maksimum, m, e ialah frekuensi ultrasonik, Hz.

Oleh itu, dengan amplitud 12 mikron dan frekuensi 35 kHz, kelajuan pemotongan akan menjadi: 4 * 0.000012 * 35000 = 1.68 m / s.

Seperti yang diketahui dari teknologi lain (contohnya, dalam pemotongan mekanikal), dengan peningkatan dalam kelajuan pemotongan, bukan sahaja daya pemotongan, tetapi juga haus bilah alat pemotong berkurangan.Oleh itu, bilah karbida juga disyorkan untuk pemotongan ultrasonik. Ketahanan bilah logam karbida boleh sehingga 20,000 m atau lebih.

Alat pemotong ultrasonik pegang tangan

Pemotongan ultrasonik sesuai untuk bahan seperti getah, PVC, papan litar bercetak, filem, komposit, plastik, semua jenis kertas, fabrik, permaidani, kulit, makanan (daging beku, gula-gula, roti, coklat, dll.), filem nipis dan bahan daripada sarang lebah, untuk membersihkan fosil, untuk menghilangkan karat dan cat, untuk ukiran dan ukiran logam, untuk penandaan logam.

Pemotongan ultrasonik boleh dilakukan dalam mod manual dan dengan bantuan pemasangan automatik dan robot, terdapat juga model untuk pemotongan 3-D bahan lebah.