חמישה גורמים המשפיעים על ריתוך קולי מוצלח
1. תדרי ריתוך
תדרי ריתוך אופייניים נעים בין טווח 40kHz לתחום 15kHz. הפרמטרים השונים של היישום יקבעו את הציוד והתדר הטובים ביותר להשגת ריתוך אופטימלי לחלקים.
לדוגמא, עבור מכלולים קטנים ועדינים (מעגלים מודפסים, רכיבים מיקרואלקטרוניים וכו ') עם סיבובים קרובים, תדירות גבוהה יותר (לדוגמה, 40kHz) מתאימה יותר כיוון שמופעל לחץ מופעל וניתן למזער את התנודות הקוליות, יחד עם כל סימון של משטחים בכיתה A.
תדירות נמוכה (למשל, 15kHz) מתאימה לחלקים בגודל בינוני עד גדול ומאפשרת גם ריתוך של הרבה פלסטיקים רכים יותר עם מרחקים גדולים יותר מהשדה הרחוק (יותר על זה בהמשך) מאשר לעיתים קרובות אפשרי עם מערכות בתדר גבוה יותר.
תדר 20 קילו הרץ הוא התדר האולטראסוני הנפוץ ביותר להרכבת פלסטיק ומציע גמישות מירבית, מכיוון שהוא מתאים למגוון רחב של יישומים ורכיבים תרמופלסטיים.
2. שיקולי חומרים
בהתאם לעיקרון הבסיסי של הרכבה קולית כמפורט לעיל, ניתן להרכיב תרמופלסטים באופן קולי מכיוון שהם נמסים בטווח טמפרטורות ספציפי; ואילו חומרים תרמוסטיים - שמתפרקים כאשר מחוממים - אינם מתאימים להרכבה קולית.
יכולת הריתוך של כל תרמופלסטית תלויה בקשיחות או במודולוס האלסטיות שלו, בצפיפות, במקדם החיכוך, במוליכות התרמית, בחום הספציפי וב- Tm או Tg.
באופן כללי, פלסטיק קשיח מציג תכונות ריתוך מצוינות בשדה רחוק מכיוון שהם מועברים בקלות אנרגיה רטטית. פלסטיקה רכה, בעלת מודולוס של גמישות נמוכה, מקטינה את התנודות הקוליות, וככזו, קשה יותר לרתך.
ההפך הוא הנכון, בהנקה, ביצירה או ריתוך כתמים. באופן כללי, ככל שהפלסטיק רך יותר, כך קל יותר לרתק, ליצור או לרתך כתם.
כמו כן, ככלל, שרפים מסווגים כאמורפיים או גבישיים. אנרגיה קולי מועברת בקלות דרך שרפים אמורפיים, אשר לפיכך הם נוטים בקלות לריתוך קולי. לעומת זאת, שרפים גבישיים אינם מעבירים בקלות אנרגיה קולית. מסיבה זו, בעת ריתוך שרפים קריסטליים, יש להשתמש ברמות משרעת ואנרגיה גבוהות יותר, ויש לתת את הדעת במיוחד לתכנון המפרקים.
משתנים שיכולים להשפיע עוד יותר על יכולת הריתוך הם תכולת הלחות, חומרי שחרור עובש, חומרי סיכה, פלסטייזרים, חומרי חיזוק חומרי מילוי, פיגמנטים, מעכבי בעירה ותוספים אחרים, יחד עם דרגת שרף בפועל.
כמו כן, חשוב לקבוע את מידת התאימות של החומרים המרותכים זה לזה. לחומרים מסוימים יש מידה מסוימת של תאימות, אך לא כל הציונים והקומפוזיציות עשויים להיות תואמים, וחלקם אינם תואמים כלל.
3. השפעה על תכנון משותף
אולי הצד הקריטי ביותר של ריתוך קולי הוא תכנון מפרקים (תצורה של שני משטחי התאמה). יש לקחת בחשבון כאשר החלקים שיש לרתך עדיין נמצאים בשלב התכנון ואז משולבים בחלקים המעוצבים. ישנם מגוון עיצובים משותפים, שלכל אחד מהם תכונות ויתרונות ספציפיים. בחירתם נקבעת על ידי גורמים כמו סוג פלסטיק, גיאומטריה חלקית, דרישות ריתוך, יכולות עיבוד ועיצוב ומראה קוסמטי.
4. כלים ומתקנים
קשה להפריז בחשיבותן של קרניים וגופי גוף כשמדובר בהשגת ריתוך קולי אפקטיבי.
הייתה בעבר תפיסה בענף כי קרניים ואביזרים ליישום מסוים צריכים לספק אותו יצרן של כל מכבש הריתוך בו נעשה שימוש. כיום, מהנדסים מבינים שהם חופשיים לערבב ולהתאים: הכלי הטוב ביותר לתפקיד אינו צריך לשאת את אותו שם שנמצא בתשחץ, כל עוד תדר הריתוך מתאים.
אפשרויות חומרי ייצור לייצור כוללות אלומיניום, טיטניום, פלדה מוקשה ופלדת אל חלד. גורמים כמו סוג הפלסטיק המרותך, גודל המפרק והתצורה, חוזק הריתוך ו / או העמידות יקבעו את החומר הטוב ביותר לתפקיד. למשל, להגדלת אורך החיים, פלדה מוקשה יכולה להיות בחירה טובה.
גם עיצוב מתקן טוב הוא הכרחי. לגוף שתי מטרות עיקריות: יישור החלקים מתחת לקרן ותמיכה ישירות מתחת לשטח הריתוך. תמיכה זו כוללת גם השתקפות של האנרגיה הקולית חזרה למישור הריתוך, וזו הסיבה שלעיתים קרובות מעוצבים גופי מתכת.
לקבלת חוזק ועמידות נוספים ניתן ליישם מול קרביד או ציפוי כרום. ניתן לעצב בהתאמה אישית של גופי וכלים מתארים לחלקים המעוצבים באופן לא סדיר, יחד עם מכשירים היקפיים להידוק, להחזקה ויישור חלקים מנוגדים. ניתן לבנות גם גמישים מפולחים ומתכווננים בכדי להבטיח התאמה בטוחה עם חלקי פלסטיק יצוקים.
5. פרמטרי ריתוך
במהלך תהליך הריתוך עצמו, בהתאם לסוג המערכת בה משתמשים, מגוון פרמטרי הריתוך משפיעים על התוצאה. אלה כוללים משרעת / לחץ, גבולות כוח והגבלת סובלנות, תלוי אם הריתוך מתבצע על ידי זמן, אנרגיה או מרחק.
הגדרת המשרעת משמשת לציון משרעת הרטט. ניתן לבצע התאמות נאותות של הגדרות הלחץ והלחץ על הבקר המפעיל לחץ, ואילו ניתן לבצע התאמות עיקריות באמצעות מגברים ובקרות לחץ.
הגדרות לחץ ההדק מפעילות את הלחץ שצריך להגיע בכדי להפעיל את האולטרה-סאונד. התאמת פרמטר זה עם הגדרות, כגון טיימרים של עיכוב, מצבי טריקים והגדרות כוח / לחץ, יכולים להשפיע על משך הזמן שהחלקים נמצאים במגע לפני שהאולטרה-קולי דולק.
הגדרות זמן, כגון זמן הריתוך (משך הזמן בו מיושמים למעשה תנודות קוליות על החלקים) ומקיימים זמן (משך הזמן שנשמר לחץ כדי להבטיח מליטה נכונה של החלקים, לאחר זמן הריתוך בפועל ועם אולטראסאונד כבוי כך שהריתוך יכול להתקרר), השפיע עוד יותר מתי ולמשך כמה זמן אולטרה-סאונד צריך להישאר דולק.
באופן דומה, מערכות מסוימות יאפשרו למשתמש להגדיר הגדרות אנרגיה - עם גבולות ופעימת כיול, למשל - בעוד שחלקן גם יאפשרו הגדרות מרחק - כגון מצטבר, טרום-הדק, מוחלט ומגבלות.
כפי שניתן לראות, הרבה חלקים נעים, אם תרצו, נכנסים לפעולה במהלך הריתוך הקולי. מניפולציה של פרמטרים אלה יכולה להיות ההבדל בין ריתוך מוצלח לריתוך לא יעיל או קרן סדוקה.
