Ultrasonic na pagputol ng mga materyales

Ang prinsipyo ng ultrasonic cutting ay ganap na naiiba mula sa tradisyonal na mga teknolohiya sa pagputol ng materyal. Sa unang kaso na ginagamit namin ultrasonic enerhiyana hindi nangangailangan ng hasa ng mga cutting edge ng tool at paglalapat ng malalaking pwersa.

Hindi tulad ng mekanikal na pagputol, ang ultrasonic cutting ay walang chips, walang ingay, walang nasunog na mga gilid tulad ng laser o iba pang heat treatment, walang fumes o gas. Kung ikukumpara sa water jet cutting, walang moisture penetration sa materyal. Sa mga tuntunin ng mga gastos sa pagputol, ang ultrasonic cutting ay isang alternatibo sa laser at water cutting.

Ang cutting tip ay nagvibrate sa ultrasonically, na nagiging sanhi ng napakakaunting friction at ang cutting material ay hindi dumikit, na kung saan ay lalong mahalaga para sa malapot at nababanat na mga materyales, frozen na pagkain, goma at iba pang mga materyales na hindi maaaring putulin sa ilalim ng presyon.

Ang mga ultratunog na alon ay hindi naririnig ng mga tao. Ang ultrasonic cutting knife ay nagvibrate na may amplitude na 10 — 70 µm sa longitudinal na direksyon. Ang vibration ay mikroskopiko, kaya hindi ito nakikita. Ang paggalaw ay paulit-ulit na 20,000 — 40,000 beses bawat segundo (dalas 20 — 40 kHz).

Ang mga ultrasound device na may mas mababang frequency ay may mas maraming timbang at mas maraming power output. Ang mas mataas na amplitude ay maaari ding makamit sa mas mababang mga frequency. Ang mga makina na may dalas na 20 kHz ay ​​mas angkop para sa pagputol ng makapal at malalakas na materyales.

Ang kawalan ng naturang mga aparato ay ang dalas ng ultrasonic ay malapit sa saklaw ng naririnig, at maaaring kailanganin ang mga hakbang sa pagbabawas ng ingay sa panahon ng operasyon.

Ang mga 35 kHz device ay mas angkop para sa mas manipis na mga materyales tulad ng foil, imitasyon na katad at mga tela, pati na rin para sa pagproseso ng mga kumplikadong hugis. Kasabay nito, ang mga makina ay tahimik sa pagpapatakbo.

Mga halimbawa ng aplikasyon para sa pagputol ng ultrasonic

Ang mga ultrasonic cutting device ay binubuo ng isang ultrasonic transducer, isang hub tip, isang kutsilyo at isang power supply. Ang isang ultrasonic transducer ay ginagamit upang i-convert ang elektrikal na enerhiya sa mekanikal (ultrasonic) na enerhiya.

Sa kasalukuyan, ang electrostriction ay ginagamit halos sa pangkalahatan - ang epekto ay ang kabaligtaran piezoelectric… Nangangahulugan ito na ang isang alternating electrical voltage ay inilalapat sa transducer sa isang ceramic o quartz plate na bumubuo ng ultrasound. Pinapataas ng acoustic concentrator ang amplitude ng papalabas na vibrations sa cutting area.

Ang materyal ay pinalambot at pinutol ng ultrasonic na enerhiya, at ang talim ng kutsilyo ay gumaganap lamang ng papel ng pagpoposisyon ng hiwa at paglabas ng ultrasonic na enerhiya. Ang mga puwersa ng pagputol ay nabawasan ng humigit-kumulang 75% at ang pagiging produktibo ng proseso ng pagputol ay makabuluhang nadagdagan kumpara sa iba pang mga pamamaraan ng pagputol.

Maaaring gamitin ang mga abrasive upang mapataas ang kahusayan sa pagputol.

Ultrasonic cutting machine

Ang bilis ng pagputol ay depende sa materyal na pinoproseso at sa pangkalahatan ay tinutukoy ng ratio: V = 4 * X * e, kung saan ang X ay ang maximum na vibration amplitude, m, e ay ang ultrasonic frequency, Hz.

Kaya, na may amplitude na 12 microns at dalas ng 35 kHz, ang bilis ng pagputol ay magiging: 4 * 0.000012 * 35000 = 1.68 m / s.

Tulad ng nalalaman mula sa iba pang mga teknolohiya (halimbawa, sa mekanikal na pagputol), na may pagtaas sa bilis ng pagputol, hindi lamang ang mga puwersa ng pagputol, kundi pati na rin ang pagkasira ng talim ng cutting tool ay bumababa. Samakatuwid, ang mga carbide blades ay inirerekomenda din para sa pagputol ng ultrasonic. Ang tibay ng carbide metal blades ay maaaring hanggang 20,000 m o higit pa.

Handheld ultrasonic cutting device

Ang ultrasonic cutting ay angkop para sa mga materyales tulad ng goma, PVC, printed circuit boards, pelikula, composite, plastic, lahat ng uri ng papel, tela, carpet, leather, pagkain (frozen meat, candy, tinapay, tsokolate, atbp.), thin film at mga materyales mula sa pulot-pukyutan, para sa paglilinis ng mga fossil, para sa pag-alis ng kalawang at pintura, para sa pag-ukit at pag-ukit ng metal, para sa pagmamarka ng metal.

Ang ultrasonic cutting ay maaaring gawin pareho sa manual mode at sa tulong ng mga automated installation at robot, mayroon ding mga modelo para sa 3-D cutting ng mga materyales sa pukyutan.