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플라스틱 초음파 용접

1965-12-21
  • Robert Soloff
  • Seymour Linsley
Ultrasonic welding machine joining plastic components in a factory setting, Polymer Technology.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)

초음파 용접 접합 플라스틱 고주파를 사용하여 음향학 vibrations, typically between 15 kHz and 70 kHz. The vibrations are applied to parts clamped under 압력, generating intense frictional heat at their interface. This localized heat rapidly melts the 열가소성 물질진동이 멈추면 용융된 재료가 압력 하에서 응고되어 접착제나 고정 장치 없이도 강력한 고체 용접이 형성됩니다.

초음파 용접 시스템의 핵심은 전원 공급 장치(발전기), 고주파 전기 에너지를 기계적 진동으로 변환하는 변환기(트랜스듀서), 이 진동을 증폭하는 부스터, 그리고 에너지를 가공물에 전달하는 소노트로드(또는 혼)로 구성됩니다. 용접 속도는 매우 빠르며, 용접 시간은 보통 1초 미만입니다. 초음파 용접의 성공에 있어 중요한 요소는 접합부 설계입니다. 부품은 종종 한쪽 표면에 작고 날카로운 삼각형 모양의 돌기인 '에너지 디렉터'를 갖도록 성형됩니다. 이러한 돌기는 초음파 에너지를 집중시켜 빠른 용융을 유도하고 균일한 접합을 보장합니다. 이 기술은 ABS, 폴리스티렌, 폴리카보네이트와 같은 비정질 고분자에 가장 적합한데, 이는 분자 구조가 불규칙적이어서 진동 에너지를 효율적으로 전달할 수 있기 때문입니다. 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 반결정성 고분자도 용접이 가능하지만, 규칙적인 구조로 인해 진동이 약해 더 높은 에너지 레벨이 필요합니다. 이 공정은 깨끗하고 에너지 효율이 높으며 반복성이 뛰어나 자동화된 대량 생산에 이상적입니다.

UNESCO Nomenclature: 3322
폴리머 기술

유형

물리적 과정

분열

혁명가

용법

널리 사용됨

전구체

  • 자크 퀴리와 피에르 퀴리의 압전 현상 발견
  • 소나용 고출력 초음파 변환기 개발
  • 마찰과 열 발생에 대한 이해
  • 발전용 고주파 전자 장치의 발전

응용 프로그램

  • 자동차 부품(계기판, 도어 패널)
  • 의료기기(필터, 카테터, 마스크)
  • 전자 기기 (휴대폰 케이스, 커넥터)
  • 소비재(장난감, 포장재)
  • 섬유 및 직물 접합(부직포)

특허:

  • US3224916A

잠재적 혁신 아이디어

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관련 용어: 초음파 용접, 음향 진동, 마찰 용접, 열가소성 수지, 초음파 전극, 에너지 디렉터, 고분자 접합, 고주파 용접, 고체 상태 용접, 플라스틱 조립.

역사적 맥락

플라스틱 초음파 용접

1960
1960
1963
1965-12-21
1970
1970
1970
1960
1960
1962
1964
1970
1970
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(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)

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