Jak vybrat správný materiál pro hlavu ultrazvukového nástroje?

Ultrazvuková hlava nástroje působí jako akustický vlnovod nebo transformátor, zesiluje a zaostřuje ultrazvukové vibrace na obrobku. Ultrazvuková hlava nástroje se táhne a kontrastuje jako jaro během plastového svařování. Například hlava nástroje 20 kHz je obvykle poloviční rezonanční tyč s polovinou vlnovou délkou, přičemž jeho molekuly se neustále rozšiřují a kontrastují 20000krát za sekundu.

Proto je důležité zvážit materiály s dobrou kombinací akustických a mechanických vlastností při výrobě ultrazvukových hlav nástrojů. Následující tři materiály se používají k výrobě ultrazvukových hlav nástrojů kvůli jejich únavové síle, akustickým vlastnostem a tvrdosti povrchu.

 

 

Titan:

 

Titanium je preferovaným materiálem pro výrobu ultrazvukových hlav nástrojů, protože má dobrou únavu, vynikající akustické vlastnosti a dobrou tvrdost povrchu a používá se při plastovém svařování, svařovacím kovovém a balení potravin.

Titanové hlavy nástrojů mohou být pájeny na povrch titanu nebo potaženy materiály, jako jsou tvrdé slitiny, nikl nebo teflon. Vhodné pro aplikace, které vyžadují vysokou amplitudu a tvrdší povrchy.

 

Hliník:

 

Vzhledem k relativně nízkým nákladům a snadnému zpracování je hliník často preferovanou volbou pro ultrazvukové rezonátory s nízkým stresem a minimálním dopadem/opotřebením/erozí.

Hliník má vynikající akustické vlastnosti a velké hlavy nástrojů jsou obvykle vyrobeny z hliníku.

Díky relativně nízkým nákladům je snadné získat širokou škálu velikostí surovin, což z něj činí nejlepší volbu pro výrobu prototypových hlav nástrojů.

Rychlé a snadné zpracování, zkrácení dodací lhůty a náklady na práci.

Hliník má špatnou tvrdost povrchu a mírnou únavovou sílu, což je nevhodné pro dlouhodobé aplikace s vysokým opotřebením. Hliníkové hlavy nástrojů však mohou být potaženy nebo elektrolerovány měkkým niklem, měkkým chromem a eloxovány, aby se tyto problémy zmírnily.

 

 

Ocelové výrobky:

 

Po tepelném zpracování má ocel vynikající odolnost proti opotřebení v důsledku přítomnosti velkého množství karbidů ve své mikrostruktuře a může být aplikována na ultrazvukové svařovací klouby, plastové těsnění a zavedení těsnění.

Vzhledem k jeho tvrdosti jsou hlavy nástrojů z ocelových nástrojů křehčí a obvykle se používají pro aplikace s nízkou amplitudou.