Kako odabrati ispravan materijal za glavu ultrazvučnog alata?

Ultrazvučni rog djeluje kao akustični valovod ili transformator, pojačavajuće i fokusiraju ultrazvučne vibracije na komadu. Ultrazvučni rog djeluje poput proljeća, istezanje i ugovaranje u dužinu za vrijeme plastičnog zavarivanja. Na primjer, vrh alata od 20 kHz je obično dugačak rezonantni štap na jednoj poluvrijeme - čiji se molekuli neprestano šire i ugovara 20.000 puta u sekundi.

Zbog toga je važno uzeti u obzir materijale sa dobrim kombinacijom akustičnih i mehaničkih svojstava prilikom proizvodnje ultrazvučnih rogova. Sljedeća tri materijala koriste se za izradu ultrazvučnih rogova zbog njihove čvrstoće umora, zvučne svojstva i površinske tvrdoće.

Titanijum:

Titanijum je materijal izbora za proizvodnju ultrazvučnog roga zbog dobre snage umora, odlične akustične svojstva i dobre površinske tvrdoće. Koristi se u plastičnom zavarivanju, metalnom zavarivanju i pakiranju hrane.

Titanijum rog može se lesiti na površinu od titana ili premazan materijalima poput karbida, nikla ili teflona. Idealno za aplikacije koje zahtijevaju visoku amplitudu i čvršće površine.

Aluminijum:

Zbog relativno niskog troška i jednostavnosti obrade, aluminij je često prvi izbor za ultrazvučne rezonatore gdje su naponi niski i utjecaj / trošenje / erozija nije kritična.

Aluminij ima odlična akustična svojstva, a velike glave alata često su izrađene od aluminija.

Zbog relativno niskog troška i jednostavne dostupnosti u širokom rasponu veličine sirovina, odličan je izbor za glave alata za prototipiranje.

Proces brzo i jednostavno, smanjujući vremena olovo i troškove rada.

Aluminij ima lošu površinsku tvrdoću i umjerenu snagu umor, što ga čini neprikladnim za dugotrajno, izraz, visokih - nosivih proizvodnih primjena. Ali glave aluminijskog alata mogu se obložiti ili obložiti mekim niklom, mekom hromom i anodiziranjem kako bi se ublažila ova pitanja.

Čelik:

Nakon termičke obrade čelik ima odličnu otpornost na habanje, jer mikrostruktura sadrži veliku količinu karbida, a može se koristiti u ultrazvučnim metalnim zglobovima za zavarivanje, plastičnim brtvenim jastučićima i jastučićima za umetke.

Čelični bitovi alata su lomljiviji zbog svoje tvrdoće i obično se koriste u primjenama niskog amplitude.