ארבעת השלבים של ריתוך קולי
בעשורים האחרונים, עם יישום רחב היקף של פלסטיק וחומרים מרוכבים בייצור תעשייתי ובחיי היומיום, כמו גם ההתפתחות המהירה של תעשיית האלקטרוניקה והופעתם של מתמרים עתירי הספק גבוהים, מכונות ריתוך פלסטיק אולטרסאונד מפלסטיק מאופיינות את מהירות הריתוך המהירה ותפר הריתוך שלהם. היתרונות של איכות טובה, אוטומציה קלה והתאמה לייצור המוני היו בשימוש נרחב והפכו לשיטת הריתוך הפלסטית הנפוצה ביותר.
1. העיקרון והתהליך של ריתוך קולי
העיקרון הבסיסי של מכונת ריתוך פלסטיק אולטרסאונד הוא להשתמש ברטט מכני בתדר קולי (תדר הוא 10 ~ 70 קילוהרץ, משרעת הוא 1 ~ 250 מיקרומטר) לפעול על חלקי פלסטיק, מה שגורם לחימום מקומי בלחץ (חימום נובע מההשפעה המשולבת של פני השטח חיכוך מולקולרי) התוצאה) והתכה לצורת ריתוך. תהליך הריתוך הקולי מחולק לארבעה שלבים:
שלב 1: ראש הריתוך יוצר קשר עם החלק, לוחץ ומתחיל לרטוט. חום החיכוך ממיס את הצלעות המובילות אנרגיה, והמיסה זורמת למשטח המפרק. ככל שהמרחק בין שני החלקים פוחת, עקירת הריתוך (ירידת המרחק בין שני החלקים עקב זרימת ההיתוך) מתחילה לגדול. עקירת הריתוך עולה במהירות בהתחלה, ואז מואטת כאשר מוטות האנרגיה המומסים מתפשטים ומגעים עם פני השטח של החלק התחתון. בשלב החיכוך של מצב מוצק נוצר חום בגלל אנרגיית החיכוך בין שני המשטחים והחיכוך הפנימי בחלק. חימום חיכוך גורם לחומר הפולימרי להתחמם עד לנקודת ההיתוך שלו. הערך הקלורי תלוי בתדירות הפעולה, המשרעת והלחץ.
השלב השני: עליית מהירות ההיתוך גורמת לעליית תזוזת הריתוך ולמגע בין משטחי שני החלקים. בשלב זה נוצרת שכבה דקה ומומסת ועוביה של השכבה המומסת עולה בגלל חימום מתמשך. החום בשלב זה נוצר על ידי פיזור צמיג.
השלב השלישי: עובי שכבת התמיסה ברתך נותר ללא שינוי ועם התפלגות טמפרטורה קבועה מתרחשת התכה במצב יציב.
שלב 4: לאחר השגת זמן מוגדר או הגעה לאנרגיה ספציפית, רמת הספק או מרחק, הכוח מנותק, הרטט הקולי נפסק והשלב הרביעי מתחיל. הלחץ נשמר כך שחלק מהמיסה הנוספת נלחץ מתוך משטח ההדבקה. ניתן להגיע לתזוזה המרבית כאשר הריתוך מקורר ומתמצק ומתרחשת דיפוזיה בין מולקולרית.
