Pemotongan bahan ultrasonik

Prinsip pemotongan ultrasonik sangat berbeda dari teknologi pemotongan bahan tradisional. Dalam kasus pertama kami menggunakan energi ultrasonikyang tidak membutuhkan penajaman ujung tombak alat dan penerapan gaya besar.

Tidak seperti pemotongan mekanis, pemotongan ultrasonik tidak memiliki chip, tidak ada suara, tidak ada tepi yang terbakar seperti laser atau perlakuan panas lainnya, tidak ada asap atau gas. Dibandingkan dengan pemotongan jet air, tidak ada penetrasi kelembapan ke dalam material. Dalam hal biaya pemotongan, pemotongan ultrasonik merupakan alternatif dari pemotongan laser dan air.

Ujung pemotong bergetar secara ultrasonik, yang menyebabkan gesekan sangat sedikit dan bahan pemotong tidak lengket, yang sangat penting untuk bahan kental dan elastis, makanan beku, karet, dan bahan lain yang tidak dapat dipotong di bawah tekanan.

Gelombang ultrasound tidak dapat didengar oleh manusia. Pisau pemotong ultrasonik bergetar dengan amplitudo 10 — 70 µm dalam arah membujur. Getarannya mikroskopis, jadi tidak bisa dilihat. Gerakan diulang 20.000 — 40.000 kali per detik (frekuensi 20 — 40 kHz).

Perangkat ultrasound dengan frekuensi lebih rendah memiliki bobot lebih dan keluaran daya lebih banyak. Amplitudo yang lebih tinggi juga dapat dicapai pada frekuensi yang lebih rendah. Mesin dengan frekuensi 20 kHz lebih cocok untuk memotong material yang tebal dan kuat.

Kerugian dari perangkat tersebut adalah bahwa frekuensi ultrasonik dekat dengan jangkauan yang dapat didengar, dan tindakan pengurangan kebisingan mungkin diperlukan selama pengoperasian.

Perangkat 35 kHz lebih cocok untuk bahan yang lebih tipis seperti foil, kulit imitasi dan tekstil, serta untuk memproses bentuk yang kompleks. Pada saat yang sama, mesin tidak bersuara saat beroperasi.

Contoh aplikasi untuk pemotongan ultrasonik

Perangkat pemotong ultrasonik terdiri dari transduser ultrasonik, ujung hub, pisau, dan catu daya. Transduser ultrasonik digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (ultrasonik).

Saat ini, penyetruman listrik digunakan hampir secara universal — efeknya sebaliknya piezoelektrik… Ini berarti tegangan listrik bolak-balik diterapkan ke transduser pada pelat keramik atau kuarsa yang menghasilkan ultrasound. Konsentrator akustik meningkatkan amplitudo getaran keluar di area pemotongan.

Bahannya dilunakkan dan dipotong oleh energi ultrasonik, dan bilah pisau hanya memainkan peran untuk memposisikan pemotongan dan mengeluarkan energi ultrasonik. Gaya pemotongan berkurang sekitar 75% dan produktivitas proses pemotongan meningkat secara signifikan dibandingkan dengan metode pemotongan lainnya.

Bahan abrasif dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi pemotongan.

Mesin pemotong ultrasonik

Kecepatan pemotongan tergantung pada bahan yang diproses dan umumnya ditentukan oleh rasio: V = 4 * X * e, dimana X adalah amplitudo getaran maksimum, m, e adalah frekuensi ultrasonik, Hz.

Jadi, dengan amplitudo 12 mikron dan frekuensi 35 kHz, kecepatan potongnya adalah: 4 * 0,000012 * 35000 = 1,68 m / s.

Seperti diketahui dari teknologi lain (misalnya pada pemotongan mekanis), dengan peningkatan kecepatan pemotongan, tidak hanya gaya pemotongan, tetapi juga keausan bilah alat pemotong berkurang.Oleh karena itu, bilah karbida juga direkomendasikan untuk pemotongan ultrasonik. Daya tahan bilah logam karbida bisa mencapai 20.000 m atau lebih.

Perangkat pemotong ultrasonik genggam

Pemotongan ultrasonik cocok untuk bahan seperti karet, PVC, papan sirkuit tercetak, film, komposit, plastik, semua jenis kertas, kain, karpet, kulit, makanan (daging beku, permen, roti, coklat, dll.), film tipis dan bahan dari sarang lebah, untuk membersihkan fosil, untuk menghilangkan karat dan cat, untuk ukiran dan ukiran logam, untuk penandaan logam.

Pemotongan ultrasonik dapat dilakukan baik dalam mode manual maupun dengan bantuan instalasi otomatis dan robot, ada juga model pemotongan bahan lebah 3-D.