• 超声波橡胶切割刀

    超声波橡胶切割刀

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    三轴超声波橡胶切割整机

超声波橡胶切割刀

橡胶切割存在的问题

传统的橡胶切割技术需要在切割时对橡胶进行润滑,并且存在切割速度较慢,切口较大产生大量粉尘碎末、切面不平、粘刀等现象。很多企业还在使用传统手工方式进行切割,不仅满足不了生产力也给人生安全带来了隐患。

对于橡胶制品来说,冷切割对比热切割更加适宜,冷切割有产生热量小、热变形小、切割过程中产生粉尘少、断面不会因温度过高而老化龟裂等优点。超声波橡胶切割技术属于冷切割,是利用超声波能量,将被切割的橡胶局部加热熔化,从而达到切割材料的目的。

传统切割的原理

传统的切割利用带有锋利刃口的刀具,将非常大的压力集中在刃口处,压向被切割的材料。当压强超过了被切割材料的剪切强度时,材料的分子结合被拉开,从而实现切割。由于材料是被强大的压强硬性拉开的,所以切割刀具的刃口必须非常锋利,材料本身还要承受比较大的压力。因此对软性、有弹性的切割效果不好,对粘性材料困难更大。

切割技术

超声波橡胶切割的原理

超声波切割是利用声波的能量进行切割,不需要锋利的刃口,也不需要很大的压力不会造成被切割材料的崩边、破损超声波橡胶切割刀可以轻松地切割树脂橡胶塑料织物以及各种重叠的复合材料和食品

超声波橡胶切割刀的原理是通过超声波发生器将50/60Hz电流转换成20、30或40kHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械振动,随后机械振动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到切割刀。超声波橡胶切割刀沿其长度方向以10-70μm的振幅,每秒重复40,000次(40 kHz)的方式进行振动(其刀片的振动是微观的,一般肉眼很难看出)。切割刀再将接收到的振动能量传递到待切割工件的切割面,在该区域,振动能量被通过激活橡胶分子能,打开分子链的方式对胶料进行切割。

手持式超声波橡胶切割刀
手持式超声波橡胶切割刀

超声波橡胶切割刀的组成

超声波发生器(电源)

超声波发生器将110VAC或220VAC的电源电流转换为高频高压电信号。

超声波转换器(换能器)

超声波换能器利用来自超声波发生器的高频电信号,并将其转换为线性机械运动。这种转换是通过使用压电陶瓷磁盘进行的,该压电陶瓷磁盘在施加电压时会膨胀。用于超声波橡胶切割的换能器是经过特别设计的,可以在中引入和流出空气以进行冷却。

超声波助推器(变幅杆)

超声波变幅杆是是一个可调谐的部件,可以将换能器线性振动的位移量机械地调节到特定应用所需的水平,以产生最佳的切割性能。超声波变幅杆还提供了一个安全,无振动的位置,可以安装在切割工具上。

超声波切割工具头(刀头)

超声切割刀头是一种定制工具,设计用于以特定频率振动。这些工具是使用计算机建模技术精心设计的,以实现最佳性能和使用寿命。必须对超声波刀头进行调谐,以匹配系统的频率。此调谐程序需要考虑工具头的质量、长度和几何结构。HCSONIC提供多种配置,每种配置都是针对特定应用而设计的,严格确保长期良好的使用性能。

超声波橡胶切割刀

橡胶切割系统(选配)

橡胶和超声波刀头的正确定位和移动可使用自动化的机器。自动化对于实现正确的切割位置、方向和速度至关重要。通常,这些处理系统利用伺服驱动机构来精确控制橡胶和切割工具的速度及位置。

三轴超声波切割整机

超声波橡胶切割的影响因素

设备起振时间
由于需要窄刀片设计,超声波切割工具头的设计和制造具有挑战性。在没有负载的情况下以最大幅度振动刀头有时会导致刀头过早损坏。因此,超声波发生器发出的信号应与自动化机器同步,使刀头在刀口与橡胶接触之前达到充分振动。在接触之前振动是必要的,以避免橡胶的变形,该变形会由于非振动切割表面的接触而引起。
振动幅度
术语“振幅”描述了工具头切割表面振动的微观位移。振幅由超声波变幅杆机械地调节,并且由超声波发生器进行数字调节。振幅的大小会影响切割过程,必须进行调整以适合每种应用的需求。
切割速度
超声波切割刀进入并前进通过被切割材料的速度也是一个工艺变量,应针对每种切割工艺进行调节。有时需要缓慢地用穿透产品的外壳,以避免变形,然后增加切刀在产品中的速度,以达到最佳切割效果。
振动结束时间
取决于要切割的材料的一致性,在关闭超声振动后,完成的切片可能会倾向于粘附在切割刀的侧面。因此,在工具头从产品中取出时保持超声波振动,可以利用无摩擦特性更清洁、一致地释放切割刀。

超声波橡胶切割的优点

  • 非常高的切割精度 — 切割平滑,清晰,干净。
  • 重复切割 — 刀片输出由闭环电路监控,以提供一致的切割效果。
  • 较低的温度 — 橡胶几乎没有热量。
  • 干燥 — 无需润滑,超声波橡胶切割刀每秒振动2万~4万次(取决于应用),因此刀头能够平顺地通过橡胶。
  • 低能耗 — 刀头只在切割的时候才进行振动,在典型的薄材料应用中所需的功率约100 瓦或更少。
  • 易于集成到自动化 — 超声波橡胶切割工艺非常简单,可升级到现有的机械结构中或安装在新设备中。

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