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超声波切割原理、基本结构和特点
发布时间:2015/9/24   点击次数:473次

一、超声波切割原理

    超声波切割机的原理与传统意义上的切割完全不同。超声波切割原理是通过超声波发生器将50/60Hz电流转换成20、30或40KHz电能。被转换成为同等频率的机械振动,随后机械振动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到切割刀。切割刀将接收到的振动能量传递到待切割工件的切割面,在该区域,振动能量被通过激活橡胶分子能,打开分子链的方式对胶料进行切割。这对粘性和弹性材料、冰冻材料,如食品,橡胶等,或不便加压力的物体切割,特别有效。超声波切割还有一个很大的优点,就是它在切割的同时,在切割部位有熔合作用。切割部位被完美地封边了,可防止被切割材料组织的松散(如纺织材料飞边)。超声波切割机的用途还可以扩展,如挖孔,铲挖,刮漆,雕刻,分条等等。

二、超声波切割基本结构和特点

    超声波切割机是利用波能量进行切割加工的一类设备,它最大的特点是切割不用刃口。或者说,不用传统意义上的刃口。传统的切割是利用带有锋利刃口的刀具,压向被切割材料。此压力集中在刃口处,压强就非常大,超过了被切割材料的剪切强度,材料的分子结合被拉开,就被割断了。由于材料是被强大的压强硬性拉开的,所以切割刀具刃口就应该非常锋利,材料本身还要承受比较大的压力。对软性、有弹性的材料切割效果不好,对粘性材料困难更大。

    基本构成是超声波换能器、变幅杆、切割刀(工具头),驱动电源。超声波驱动电源将市电转换成高频高电压交流电流,输给超声波换能器。超声波换能器其实就相当于一个能量转换器件,它能将输入的电能转换成机械能,即超声波。其表现形式是换能器在纵向作来回伸缩运动。伸缩运动的频率等同于驱动电源供出的高频交流电流频率。变幅杆的作用一是固定整个超声波振动系统,二是将换能器的输出振幅放大。切割刀(工具头)一方面进一步放大振幅,聚焦超声波。另一方面是输出超声波,利用切割刀的类似刃口,将超声波能量集中输入到被切割材料的切割部位。该部位在巨大超声波能量的作用下,瞬间软化、熔化,强度大大下降。此时,只要施加很小的切割力,就可达到切割材料的目的。类似于常规切割,所需要的基本的构件是切刀和砧板,超声波切割机也由有两种基本结构。

    根据超声波施加位置的不同,可以把它分成超声波切刀式切割机和超声波砧板式切割机。超声波切刀式切割机是直接将超声波能量加载到切刀上,切刀就变成一把带有超声波的切刀。在切割材料时,材料主要是被超声波能量软化和熔化的,切刀的刃口只是起到切缝定位、超声波能量输出、分隔材料的作用。这种切割方式适用于粗、厚、长等不方便设置砧板的材料的切割。超音波切割机适用于:如炼胶机输出的生胶分切、管子切割、冻肉、糖果、巧克力切割、印刷线路板、工业、首饰业、塑料制品加工、食品加工、印刷工业、汽车工业天然纤维分割(可分细线路)合成纤维深挖(多层电路切断)薄的人造树脂括漆(适合大面积)所有型式的纸张和底胶片原产地(中国)或手持式切割机等。

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