正しい超音波ツールヘッド素材を選択する方法は？

超音波ホーンは、音響導波路または変圧器として機能し、ワークピースに超音波振動を増幅および焦点を合わせます。超音波ホーンは、プラスチック溶接プロセス中に湧き出され、長さが伸び、収縮するように機能します。たとえば、20 kHzのツールチップは通常、1つの波長で長い共鳴棒であり、その分子は絶えず拡大し、1秒あたり20,000回収縮しています。

これが、超音波ホーンを製造する際に、音響と機械的特性の良好な組み合わせで材料を考慮することが重要である理由です。次の3つの材料は、疲労強度、音響特性、および表面硬度のために、超音波ホーンの製造に使用されます。

チタン：

チタンは、その良好な疲労強度、優れた音響特性、良好な表面硬度のため、超音波ホーンを製造するための選択の材料です。プラスチック溶接、金属溶接、食品包装で使用されます。

チタンホーンは、チタン表面に擦り付けたり、炭化物、ニッケル、テフロンなどの材料でコーティングされています。高い振幅とより硬い表面を必要とするアプリケーションに最適です。

アルミニウム：

比較的低コストと処理の容易さにより、アルミニウムは、ストレスが低く、衝撃/摩耗/侵食が重要ではない超音波共振器の最初の選択肢であることがよくあります。

アルミニウムには優れた音響特性があり、大きなツールヘッドはアルミニウムでできています。

幅広い原材料サイズでは比較的低コストと簡単な入手可能性があるため、プロトタイピングツールヘッドに最適です。

迅速かつ簡単に処理し、リードタイムと人件費を削減します。

アルミニウムは表面の硬度が低く、中程度の疲労強度があり、長期にわたって不適切で、高-摩耗生産アプリケーションです。しかし、アルミニウムのツールヘッドは、これらの問題を軽減するために、ソフトニッケル、柔らかいクロム、および陽極酸化剤でコーティングまたはメッキすることができます。

鋼鉄：

熱処理後、微細構造には大量の炭化物が含まれており、超音波金属溶接ジョイント、プラスチックシーリングパッド、および挿入パッドで使用できるため、鋼は優れた耐摩耗性があります。

スチールツールビットは、硬度のために脆く、通常は低振幅のアプリケーションで使用されます。