Malzemelerin ultrasonik kesimi

Ultrasonik kesimin prensibi, geleneksel malzeme kesme teknolojilerinden tamamen farklıdır. İlk durumda kullandığımız ultrasonik enerjialetin kesici kenarlarının keskinleştirilmesini ve büyük kuvvetler uygulanmasını gerektirmez.

Mekanik kesimden farklı olarak, ultrasonik kesimde talaş, gürültü, lazer veya diğer ısıl işlemler gibi yanmış kenarlar, duman veya gazlar yoktur. Su jeti ile kesmeye kıyasla, malzemeye nem girmez. Kesim maliyetleri açısından ultrasonik kesim, lazer ve su kesimine bir alternatiftir.

Kesme ucu ultrasonik olarak titreşir, bu da çok az sürtünmeye neden olur ve kesilen malzeme yapışmaz, bu özellikle viskoz ve elastik malzemeler, dondurulmuş gıdalar, kauçuk ve basınç altında kesilemeyen diğer malzemeler için önemlidir.

Ultrason dalgaları insanlar tarafından duyulamaz. Ultrasonik kesme bıçağı, uzunlamasına yönde 10 — 70 µm'lik bir genlikle titreşir. Titreşim mikroskobiktir, dolayısıyla görülemez. Hareket saniyede 20.000 - 40.000 kez tekrarlanır (frekans 20 - 40 kHz).

Daha düşük frekanslı ultrason cihazları daha fazla ağırlığa ve daha fazla güç çıkışına sahiptir. Düşük frekanslarda daha yüksek genlikler de elde edilebilir. 20 kHz frekansa sahip makineler, kalın ve güçlü malzemeleri kesmek için daha uygundur.

Bu tür cihazların dezavantajı, ultrasonik frekansın işitilebilir aralığa yakın olması ve çalışma sırasında gürültü azaltma önlemlerinin gerekli olabilmesidir.

35 kHz cihazlar, folyo, suni deri ve tekstil gibi daha ince malzemeler ve ayrıca karmaşık şekillerin işlenmesi için daha uygundur. Aynı zamanda, makineler çalışırken sessizdir.

Ultrasonik kesim için uygulama örnekleri

Ultrasonik kesme cihazları, bir ultrasonik dönüştürücü, bir göbek ucu, bir bıçak ve bir güç kaynağından oluşur. Elektrik enerjisini mekanik (ultrasonik) enerjiye dönüştürmek için bir ultrasonik dönüştürücü kullanılır.

Şu anda, elektrostriksiyon neredeyse evrensel olarak kullanılmaktadır - etki tam tersidir piezoelektrik... Bu, ultrason üreten bir seramik veya kuvars plaka üzerindeki dönüştürücüye alternatif bir elektrik voltajının uygulandığı anlamına gelir. Akustik yoğunlaştırıcı, kesme alanındaki giden titreşimlerin genliğini artırır.

Malzeme yumuşatılır ve ultrasonik enerji ile kesilir ve bıçak sadece kesimi konumlandırma ve ultrasonik enerjiyi çıkarma rolünü oynar. Kesme kuvvetleri yaklaşık %75 oranında azaltılır ve diğer kesme yöntemlerine göre kesme işleminin verimliliği önemli ölçüde artırılır.

Kesme verimini artırmak için aşındırıcılar kullanılabilir.

ultrasonik kesme makineleri

Kesme hızı işlenen malzemeye bağlıdır ve genellikle şu oranla belirlenir: V = 4 * X * e, burada X maksimum titreşim genliğidir, m, e ultrasonik frekanstır, Hz.

Böylece 12 mikron genlik ve 35 kHz frekans ile kesme hızı: 4*0.000012*35000 = 1.68 m/s olacaktır.

Diğer teknolojilerden de bilindiği üzere (örneğin mekanik kesmede) kesme hızı arttıkça sadece kesme kuvvetleri değil aynı zamanda kesici takımın bıçak aşınması da azalmaktadır. ultrasonik kesim. Karbür metal bıçakların dayanıklılığı 20.000 m veya daha fazla olabilir.

El tipi ultrasonik kesme cihazı

Ultrasonik kesim, kauçuk, PVC, baskılı devre kartları, filmler, kompozitler, plastikler, her türlü kağıt, kumaş, halı, deri, gıda (dondurulmuş et, şeker, ekmek, çikolata vb.), ince film gibi malzemeler için uygundur. ve fosilleri temizlemek, pas ve boyayı çıkarmak, metal oymak ve oymak, metal işaretlemek için petek malzemeleri.

Ultrasonik kesim hem manuel modda hem de otomatik kurulumlar ve robotlar yardımıyla yapılabilmekte, arı malzemelerinin 3 boyutlu kesimi için modeller de bulunmaktadır.