Ултразвучно сечење материјала

Принцип ултразвучног сечења је потпуно другачији од традиционалних технологија резања материјала. У првом случају користимо ултразвучна енергијашто не захтева оштрење резних ивица алата и примену великих сила.

За разлику од механичког сечења, ултразвучно сечење нема струготине, нема буке, нема изгорелих ивица попут ласерске или друге топлотне обраде, нема испарења или гасова. У поређењу са резањем воденим млазом, нема продирања влаге у материјал. У смислу смањења трошкова, ултразвучно сечење је алтернатива ласерском и воденом резању.

Врх за сечење ултразвучно вибрира, што узрокује врло мало трења и материјал за сечење се не лепи, што је посебно важно за вискозне и еластичне материјале, смрзнуту храну, гуму и друге материјале који се не могу сећи под притиском.

Људи не могу чути ултразвучне таласе. Ултразвучни нож за резање вибрира са амплитудом од 10-70 µм у уздужном правцу. Вибрација је микроскопска, тако да се не види. Покрет се понавља 20.000 — 40.000 пута у секунди (фреквенција 20 — 40 кХз).

Ултразвучни уређаји са нижом фреквенцијом имају већу тежину и већу излазну снагу. Веће амплитуде се могу постићи и на нижим фреквенцијама. Машине са фреквенцијом од 20 кХз су погодније за сечење дебелих и јаких материјала.

Недостатак оваквих уређаја је што је ултразвучна фреквенција близу опсега чујности, а током рада могу бити потребне мере за смањење буке.

Уређаји од 35 кХз су погоднији за тање материјале попут фолије, имитације коже и текстила, као и за обраду сложених облика. У исто време, машине су тихе у раду.

Примери примене за ултразвучно сечење

Ултразвучни уређаји за сечење се састоје од ултразвучног претварача, врха главчине, ножа и напајања. Ултразвучни претварач се користи за претварање електричне енергије у механичку (ултразвучну) енергију.

Тренутно се електрострикција користи скоро универзално - ефекат је супротан пиезоелектрични… То значи да се наизменични електрични напон примењује на претварач на керамичкој или кварцној плочи која генерише ултразвук. Акустични концентратор повећава амплитуду излазних вибрација у области сечења.

Материјал се омекшава и сече ултразвучном енергијом, а оштрица ножа једноставно игра улогу позиционирања реза и избацивања ултразвучне енергије. Силе резања су смањене за око 75% и продуктивност процеса сечења је значајно повећана у поређењу са другим методама сечења.

За повећање ефикасности сечења могу се користити абразиви.

Ултразвучне машине за сечење

Брзина сечења зависи од материјала који се обрађује и генерално је одређена односом: В = 4 * Кс * е, где је Кс максимална амплитуда вибрације, м, е је ултразвучна фреквенција, Хз.

Дакле, са амплитудом од 12 микрона и фреквенцијом од 35 кХз, брзина резања ће бити: 4 * 0,000012 * 35000 = 1,68 м / с.

Као што је познато из других технологија (на пример, код механичког сечења), са повећањем брзине резања, смањују се не само силе резања, већ и хабање сечива резног алата. Због тога се сечива од тврдог метала препоручују и за ултразвучно сечење. Трајност металних оштрица од тврдог метала може бити до 20.000 м или више.

Ручни ултразвучни уређај за сечење

Ултразвучно сечење је погодно за материјале као што су гума, ПВЦ, штампане плоче, филмови, композити, пластика, све врсте папира, тканине, теписи, кожа, храна (смрзнуто месо, слаткиши, хлеб, чоколада, итд.), танак филм и материјали од саћа, за чишћење фосила, за уклањање рђе и боје, за гравирање и резбарење метала, за обележавање метала.

Ултразвучно сечење се може вршити како у ручном режиму, тако и уз помоћ аутоматизованих инсталација и робота, постоје и модели за 3-Д сечење пчелињег материјала.