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Gelenk-Entwürfe für Ultraschallschweißen
Möglicherweise ist die kritischste Facette des Ultraschallschweißens gemeinsamer Entwurf (die Konfiguration von zwei Berührungsflächen im Werkzeug). Es sollte betrachtet werden, wenn die geschweißt zu werden Teile noch in der Entwurfsphase sind, und inkorporiert in die geformten Teile. Es gibt eine Vielzahl von gemeinsamen Entwürfen, jede mit spezifischen Eigenschaften und Vorteile. Ihre Auswahl wird durch solche Faktoren wie Art des Plastiks, der Werkstückgeometrie, der Schweißungsanforderungen, der maschinellen Bearbeitung und der Gestaltungsfähigkeiten und des kosmetischen Auftrittes bestimmt.
Stoßverbinder mit Energie-Direktor
Der Stoßverbinder mit Energiedirektor ist der allgemeinste gemeinsame Entwurf, der im Ultraschallschweißen verwendet werden, und das einfachste, in ein Fach zu formen. Das Hauptmerkmal dieses Gelenkes ist kleines 90" oder 60" die dreieckige geformte Kante, die in eine der Berührungsflächen im Werkzeug geformt wird. Dieser Energiedirektor begrenzt Anfangskontakt auf einen sehr kleinen Bereich und fokussiert die Ultraschallenergie an der Spitze des Dreiecks. Während des Schweißenszyklus veranlaßt die starke Ultraschallenergie die Kante, während des gemeinsamen Bereichs, Abbinden zu schmelzen und den Plastik zusammen zu fließen die Teile.
Für Einfach-zuschweißung Harze (formlose Polymere wie ABS, SAN, Acryl und Polystyren) ist die Größe des Energiedirektors vom verbunden zu werden abhängig Bereich. Praktische Erwägungen schlagen eine minimale Höhe zwischen .008 und .025 Zoll vor (.2 und .6 Millimeter).
Kristallene Polymere, wie Nylon, thermoplastische Polyester, ocetal, Polyäthylen, Polypropylen und Polyphenylensulfid sowie formlose Harze der hohen Schmelztemperatur, wie Polycarbonat und Polysulphone sind schwieriger zu schweißen. Für diese Harze werden Energiedirektoren mit einer minimalen Höhe zwischen .015 und, 020 Zoll (.4 und .5 Millimeter) mit 60" Öffnungswinkel im Allgemeinen empfohlen.
Das 90" Höhe Öffnungswinkelenergie-Direktors sollte 10% mindestens der jioint Breite sein, und die Breite des Energiedirektors sollte 20% mindestens der gemeinsamen Breite sein. Bild 1 (rechts) zeigt einen Stoßverbinder mit 90" Öffnungswinkelenergiedirektor. Mit dickwandigen Gelenken, sollten zwei oder mehr Energiedirektoren verwendet werden, und die Summe ihrer Höhen sollte 10% der gemeinsamen Breite entsprechen.
Zu luftdichte Verschlüsse erzielen, wenn man das Polycarbonat schweißt, Komponenten, es wird empfohlen, dass 60" Öffnungswinkelenergiedirektor in das Fach entworfen sein sollte. Die Energiedirektornbreite sollte 25% bis 30% der Wandstärke sein. Bild 2 (rechts) zeigt ein Kolben ioint mit 60" Öffnungswinkelenergiedirektor. Bild 3 (rechts) zeigt, wie die Häfen bemessen werden sollten, um den Fluss des flüssigen Materials vom Energiedirektor während des ioint Bereichs zuzulassen.
Mit Versammlungen, deren Komponenten Modus von identischen Thermoplastikeen sind, kann der Energiedirektor in jede Hälfte der Versammlung entworfen sein. Jedoch wenn man Energiedirektoren in die Versammlungen entwirft, die aus einem Teilmodus von Copolymeren oder von Terpolymeren, wie ABS und einem anderen Teil gemacht wird von einem Homopolymeren wie Acryl bestehen, sollte der Energiedirektor in die Homopolymerehälfte der Versammlung immer enthalten werden.
Schritt-Gelenk mit Energie-Direktor
Das Schrittgelenk mit Energieverzeichnis wird in Bild 4 veranschaulicht (rechts). Dieses Gelenk formt bereitwillig und versieht ein starkes, gut ausgerichtetes Gelenk mit einem Minimum Bemühung. Dieses Gelenk ist normalerweise stärker als ein Stoßverbinder wegen der dieser Tatsache Materialfluss in die vertikale Freigabe. Das Schrittgelenk liefert gute Stärke in der Schere sowie wird Spannung und häufig empfohlen, wo guter kosmetischer Auftritt angefordert wird. Beim Arbeiten mit kristallenen meterials sollte ein enegy Direktor des Öffnungswinkels 60° anstelle des 90° Öffnungswinkel-Energiedirektors verwendet werden.
Bild 5 (unten) zeigt Veränderungen des Grundschrittgelenkentwurfs.
Nut und Feder-Gelenk mit Energie-Verzeichnis
Das Nut und Feder-Gelenk mit Energiedirektor wird in Bild 6 veranschaulicht(rechts). DiesesGelenkwirdhauptsächlichfürScan-Schweißen, SelbststandortvonTeilenundVerhinderung desBlitzesinnerlichundaußenbenutzt. Esliefert diegrößteHaftfestigkeit derdreiGelenkebis jetztbesprochen.
Schergelenk
Das Schergelenk des Störungsgelenkes gezeigt in Tabelle 7 wird im Allgemeinen für hoch--strenght luftdichte Verschlüsse von Teilen mit quadratischen Ecken oder rechteckigen Entwürfen, besonders mit kristallenen Harzen empfohlen.
Anfangskontakt ist auf einen kleinen Bereich begrenzt, der normalerweise eine Pause oder ein Schritt in irgendeinem der Teile ist. Die Kontaktflächen schmelzen zuerst. Während die Teile zusammen ineinanderschieben, fahren sie fort, entlang den vertikalen Wänden zu schmelzen. Die schmierende Aktion dieser zwei Schmelzoberflächen beseitigt die Lecks und Lücken und macht dieses das beste Gelenk für starke luftdichte Verschlüsse.
Einige wichtige Aspekte des Schergelenkes sollten gelten 1) als den Oberteil sollten so flach sein, wie möglich, 2) die Außenwände sollten durch eine Haltevorrichtung gut gestützt werden, 3) sollte der Entwurf eine Spielpassung zulassen, und 4) sollte ein Zufuhr(a) enthalten werden.
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Maximales Teil-Maß
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Störung (b)
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Weniger als 0,75"
(19 Millimeter)
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0,008" bis 0,012"
(0,2 bis 0,3 Millimeter)
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.75" bis 1,50“
(19 bis 38 Millimeter)
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0,012" bis 0,016"
(0,3 bis 0,4 Millimeter)
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Größer als 1,50“
(38 Millimeter)
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0,016" bis 0,020"
(0,4 bis 0,5 Millimeter)
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Das Schergelenk erfordert Schweißungszeiten im Bereich von 3-4mal, die von anderen gemeinsamen Entwürfen, weil größere Mengen Harz geschweißt werden. Darüber hinaus ist ein bestimmter Betrag des Blitzes auf der Oberfläche sichtbar, nachdem er geschweißt hat.
Schäftverbindung
Die Schäftverbindung, veranschaulicht in Bild 11, wird im Allgemeinen hochfesten luftdichten Verschlüssen auf Teilen mit den Kreis- oder ovalen Entwürfen, besonders mit kristallenen Harzen empfohlen.
Bild: 11
Die Schäftverbindung erfordert, dass die Winkel der zwei Teile zwischen 30' sind und 60' und ist innerhalb einer und Hälfe Grad. Wenn die Wandstärke .025" (0.63mm) oder kleiner ist, ein Winkel von 60' verwendet wird. Wenn die Wandstärke .060" (1.52mm) oder mehr ist, ein Winkel von 30' verwendet wird. Zwischenwinkel werden für Wandstärke zwischen .025" und .060" empfohlen (.063 und 1.52mm).
Eine minimale Wandstärke von .030" (0.76mm) an der Außenkante des Schals wird empfohlen, um Ausblasen zu verhindern „,“ oder, klar schmelzend durch die Wand, während des Schweißens.
Die Schäftverbindung liegt nicht an den difficluties allgemein verwendetes, die wenn sie Teilkonzentrizität und Maßtoleranzen angetroffen werden, beibehält. Jedoch wird dieses Gelenk in hohem Grade empfohlen, wenn begrenzte Wandstärke den Gebrauch einer Schere oder geänderten eines Schergelenkes ausschließen.
Eine geänderte Schäftverbindung wird in Bild 12 veranschaulicht.
Wie in Tabelle 13 gezeigt, kann ein Blitzbrunnen in die Schäftverbindung integriert werden, um das überschüssige flüssige erzeugte Material zu enthalten, wenn die Teile geschweißt werden. Die Länge des Brunnens sollte der Querschnittsstärke des Teils mindestens gleich sein, das geschweißt wird.
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