Как выбрать правильный материал для ультразвуковой головки инструмента?

Ультразвуковая головка инструмента действует как акустический волновод или трансформатор, усиливая и фокусируя ультразвуковые вибрации на заготовку. Ультразвуковая головка инструмента растягивается и сжимается в длину, как пружина во время пластиковой сварки. Например, головка инструмента 20 кГц, как правило, является половиной длинной длиной резонансной стержни, причем его молекулы постоянно расширяются и сокращаются 20000 раз в секунду.

Вот почему важно учитывать материалы с хорошим сочетанием акустических и механических свойств при производстве ультразвуковых головок инструментов. Следующие три материала используются для производства ультразвуковых головок инструментов из -за их усталости, акустических свойств и поверхностной твердости.

 

 

Титан:

 

Титан является предпочтительным материалом для производства ультразвуковых головок инструментов, потому что он имеет хорошую усталостную прочность, отличные акустические свойства и хорошую твердость поверхности, и используется в пластиковой сварке, металлической сварке и упаковке пищевых продуктов.

Головы титановых инструментов могут быть заменены на поверхность титана или покрыты такими материалами, как твердые сплавы, никель или тефлон. Подходит для приложений, которые требуют высокой амплитуды и более жестких поверхностей.

 

Алюминий:

 

Из -за его относительно низкой стоимости и простоты обработки алюминий часто является предпочтительным выбором для ультразвуковых резонаторов с низким напряжением и минимальным ударом/износом/эрозией.

Алюминий обладает отличными акустическими свойствами, а большие головки инструментов обычно изготавливаются из алюминия.

Из -за его относительно низкой стоимости легко получить широкий спектр размеров сырья, что делает его лучшим выбором для создания прототиповых головок инструментов.

Быстрая и легкая обработка, сокращение времени доставки и затрат на рабочую силу.

Алюминий обладает плохой поверхностной твердостью и умеренной усталостью, что делает его непригодным для долгосрочных, высоких применений в производстве износа. Тем не менее, алюминиевые головки инструментов могут быть покрыты или гекланированы с мягким никелем, мягким хромом и анодированными, чтобы помочь смягчить эти проблемы.

 

 

Стальные продукты:

 

После термической обработки сталь обладает отличной износостойкой устойчивостью из -за присутствия большого количества карбидов в микроструктуре и может быть применена на ультразвуковые металлические сварки, пластиковые прокладки и прокладки для вставки.

Благодаря своей твердости, стальные головки инструментов являются более хрупкими и обычно используются для применений с низкой амплитудой.