¿Cómo elegir el material de cabeza de herramienta ultrasónica correcta?

La bocina ultrasónica actúa como una guía de onda acústica o transformador, amplificando y enfocando vibraciones ultrasónicas en la pieza de trabajo. La bocina ultrasónica actúa como un resorte, estiramiento y contratación de longitud durante el proceso de soldadura de plástico. Por ejemplo, una punta de la herramienta de 20 kHz es típicamente una barra resonante larga en una media longitud de onda, cuyas moléculas se expanden constantemente y se contraen 20,000 veces por segundo.

Es por eso que es importante considerar los materiales con una buena combinación de propiedades acústicas y mecánicas al fabricar cuernos ultrasónicos. Los siguientes tres materiales se utilizan para fabricar cuernos ultrasónicos debido a su resistencia a la fatiga, propiedades acústicas y dureza de la superficie.

Titanio:

El titanio es el material de elección para la fabricación de la bocina ultrasónica debido a su buena resistencia a la fatiga, excelentes propiedades acústicas y buena dureza de superficie. Se utiliza en soldadura de plástico, soldadura de metal y envasado de alimentos.

El cuerno de titanio se puede soltar a la superficie de titanio o recubierto de materiales como carburo, níquel o teflón. Ideal para aplicaciones que requieren alta amplitud y superficies más duras.

Aluminio:

Debido a su costo relativamente bajo y facilidad de procesamiento, el aluminio es a menudo la primera opción para los resonadores ultrasónicos donde las tensiones son bajas y el impacto/desgaste/erosión no es crítico.

El aluminio tiene excelentes propiedades acústicas, y las cabezas de herramientas grandes a menudo están hechas de aluminio.

Debido a su costo relativamente bajo y fácil disponibilidad en una amplia gama de tamaños de materia prima, es una excelente opción para los cabezales de prototipos de herramientas.

Procese rápida y fácilmente, reduciendo los plazos de entrega y los costos laborales.

El aluminio tiene mala dureza de la superficie y resistencia a la fatiga moderada, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones de producción a largo plazo, alto y alto. Pero los cabezales de herramientas de aluminio se pueden recubrir o colocar con níquel suave, cromo suave y anodización para ayudar a aliviar estos problemas.

Acero:

Después del tratamiento térmico, el acero tiene una excelente resistencia al desgaste porque la microestructura contiene una gran cantidad de carburos, y se puede usar en juntas de soldadura de metal ultrasónico, almohadillas de sellado de plástico y almohadillas de inserción.

Los bits de herramientas de acero son más frágiles debido a su dureza y generalmente se usan en aplicaciones de baja amplitud.