超声波模具制作【超声波模具】

1、超声波的两个主要参数超声波的两个主要参数:频率:F≥20KHz;功率密度:p=发射功率(W)/发射面积(cm2);通常p≥0.3w/cm在液体中传播的超声波能对物体表面的污物进行清洗，其原理可用"空化"现象来解释:超声波振动在液体中传播的音波压强达到一个大气压时，其功率密度为0.35w/cm这时超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压，但实际上无负压存在，因此在液体中产生一个很大的压力，将液体分子拉裂成空洞一空化核。此空洞接近真空，它在超声波压强反向达到大时破裂，由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来。这种由无数细小的空化气泡破裂而产生的冲击波现象称为"空化"现象。。

2、   超声波模具的设计和生产一定是的简单。千万不要被误导，当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头，将给你的生产带来昂贵的损失--它会破坏焊接效果，甚至更严重的会直接导致换能器或发生器的损坏。因此超声波模具的设计绝不像它的外形那样简单，相反需要很多的专业知识和技能--如何焊头能够经济的工作?如何焊头能够将换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上，形成持续稳定的焊接--超声波模具是超声波技术中具有技术深度的一个方面。对不同的焊接对象需要有不同工具头，不管是近场焊接还是传输焊接，只有半波长的工具头才能使焊接端面达到大的振幅。工具头，有带振幅放大的和不带振幅放大的两种，塑料焊接机用声学系统工具头，所用材料通常为铝合金，其端面镀硬质合金，功率较大时也有用钛合金材料制成的，该材料疲劳强度比铝合金高一倍多。。

3、   超声波焊头因为工作于高频振动情况下，应尽量保持一个对称设计，以避免声波传递的不对称性导致的不均衡应力及横向振动，不均衡振动能导致焊头发热及断裂。超声波焊接应用于不同行业对加工精度要求是不同的，对于特别薄的工件如锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等的包覆等对加工精度的要求高,需使用高精度的加工设备进行加工,这样所生产出来的模具才符合使用要求.。

4、  材料方面:超声波焊接要求金属材料有柔顺性好(声波传递过程中机械损耗小)好的特点，所以常用的材料为铝合金及钛合金材料是超声波模具寿命于熔接产品效果的主要原因之一，模具完成的过程是复杂的。所以不仅是模具工程师设计务必慎重选择材质，亦需了解本身产品要求该使用何种材质，避免因疏忽而影响其时效与品质。一、铝镁合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)7075T651:使用于振动系统及Horn制造，该材料具有极高的机械屈服强度，硬度高，热传导性强，是理想的超声波模具制造材料;2024T651:一般使用与HORN制造，轫性佳，热传导性强，硬度适中，用于一般塑胶制品。6061T651:使用于较低出力之HORN制造，轫性佳，质较软。二、钛合金:用于连续发振的机种，轫性较高，热传导佳，硬度高，而成本昂贵。三、国产硬质铝合金:国产料，用于普通铝材加工，热传导低，对超音波机械损耗高，成本低。。

5、 生产一套超声波模具，要考虑以下各项因素:产品的要求:决定模具的使用寿命，磨损率，因而决定采用何种金属。产品的形状:采用何种熔接工艺，设定模具的大小，压力传达区，产品在熔合时可能产生的变形，需要多大功率和何种功能。是否可以一次熔接完成工作。产品的塑料性质:决定模具的工作震幅，那一件工作应接受超声能量，导能线的形式，位置，大小。在不同的塑料组合时，应怎样设计接触位?。

6、 超声波模具的维护与保养：运行中的模具是否处于正常状态，各种部位如导柱、顶杆、行位是否磨损，润滑是否良好？要求至少12小时要加一次油，特殊结构要增加加油次数。模具的固定模板的螺丝和锁模夹是否松动；生产正常状况:装模前要对模具的上下表面进行清擦，模具安装面和压机工作台面不受压伤及模具在生产中上下安装面的平行度；模具装好后将模具打开，将模具各部分清擦干净，特别是导向机构，对于表面件模具，其型面要清擦干净，以制件的质量；对模具各滑动部份进行润滑，涂润滑脂；模具各部份的检查，特别是安全件。如：安全侧销、安全螺钉、侧护板、冲孔废料道等；检查产品的缺陷是否与模具有关;生产后下机时要对模具进行全面检查并进行防锈处理:抹干型腔、型芯、顶出机构和行位等部位水份并喷洒模具防锈剂或涂抹黄油；放至指定地点，并做好记录；。

7、二、每季的例行检查与维护:主要是对放置两个月以上没有使用的模具进行清理维护。打开模具，检查内部防锈效果,有异常情况,须重新进行防锈处理.长期不使用的模具须涂抹黄油.用油布包上，以防铝钛合金发生氧化。超音波模具的维护保养要做到：防锈、防撞、除刺缺件（防止模具因布抹/料冲/手抹/水口钳碰碰而造成的模具毛刺）、防压（防止模具因仍残留有产品而锁模而造成的模具压伤）、欠压（防止模具因低压保护压力过大造成的伤害）。。

1、工艺、超声波模具制作过程比较复杂，所以模具设计师在设计时首先需要清楚该款模具需要哪种材质的材料，避免因错用材料而影响其时效及品质。

2、材料、超声波熔接要求金属材料柔顺性好(声波在传递过程中对机械损耗小)，超声波模具材料常用的是铝合金及钛合金，偶尔也会用到钢材。

3、常用于制作超声波模具的材料型号及特性如下、(东莞亿信超声波公司所生产模具材料均采用美国美铝材料，所用材料均达到美国铝业行业协会ASTM标准)铝镁合金7075-T6铝锰合金2024-T6铝铜合金6061-T651A、7075-T6使用于振动系统及Horn制造，该材料具有极高的机械屈服强度，是制造超声波模具材料的首选B、2024-T6一般用于HORN制造，轫性佳，热传导性强，硬度适中，用于制作一般塑胶制品超声波模具C、6061-T6一般用于出力较低的HORN制造，轫性佳，质地相对7075材料来说软一点。

4、钛合金、配合连续发振的超声波机器使用，轫性较高，热传导好，硬度高，使用时间长,但是成本昂贵。

5、国产硬质铝合金、一般用来做一些要求不高的超声波模具，常用于不用出力的超声波下模，热传导低，如用来生产超声波模具，对超声波机器损害大，生产成本低。

6、制作一套超超声波模具，要注意以下事项、产品的要求、超声波模具使用时间的长短、磨损率。

1、首先确定产品的焊接要求，确定超声波模具的使用周期、磨损率，根据这些要求选择合适的金属材料。其次是形状的要求，以及选用哪种熔接工艺，还有超声波模具的尺寸，压力传达区、功率大小，焊接是否会使产品变形，能否实现理想焊接等。。

2、自身产品的材料，要针对性选择，这决定了模具的振幅，应接受超声能量导能线的形式，大小和位置。不同的塑料组合时如何设计接触位，这些都需要去考虑。超声波工装夹具能将待熔接产品底部及四周包围,能提供较好的支撑，避免塑料件于熔接过程中因震波而发生位移等现象。。

3、超声波工装夹具本身的接触面形状能与产品表面完全贴合,避免两焊接件互熔时因间隙而造成熔接后成品外观受损，为方便取放件，可以预留10丝。 为延长超声波工装夹具使用寿命及避免成品外观乱伤,底工装做抛光处理。。

1、超声波模具设计制作是一个十分复杂的工作，需要根据模具材料，尺寸以及机器频率，声学原理等因素综合考虑。

2、制作超声波模具需要注重的是材质跟频率。

3、频率需要专业的检测仪器完成。

4、超声波模具的材质、铝合金(70206061)、SCM一般用于埋植螺丝、金属镶入，韧性、硬度高、热传导较2024次之。

5、钛合金、一般用于连续发振时机，韧性极高，热传导佳，硬度高，而成本昂贵。

6、深圳宏大超声波技术专业超声波模具，超音波模具制作。

7、简单的说，超声波模具开槽目的是破坏超声波传输中产生的横波，一般开槽是在1/2横波波长位置，这主要是根据声学原理来考量。

8、至于模具为什么要做成上下宽度不一样，主要是考虑增加出力，原理类似于将声波出力放大。

9、一个好的模具是焊接稳定的重要前提，如果超声波模具设计不好会导致一些列焊接问题，如焊接不均匀，模具发热，噪音，甚至开裂等等！。

1、先是明确产品的焊接要求。模具可以生产简单和复杂的轮廓，包括焊接、卷边、铆接、密封、分离、切割、压花、冲压、清洁、筛分等，这关系到超声波模具的使用周期、磨损率，要分析产品的材质、形状尺寸、是否要防水等，然后根据不同产品的焊接要求来选合适的模具材质和制作方案。。

2、在超声波模具制作之前，我们需要确定模具的形状尺寸，可以进行表面处理和制作各种轮廓的形状。并找到适合的焊接工艺，以此进行模具的功率、功能的确定，考虑到使用模具的效果是否可以实现一次性的理想焊接、是否有焊断产品等其他情况的发生，我们要重视方案的制定，并去测试方案，找到稳定性强的焊接解决方案。。

3、若产品的材料是常见的材料，那么超声波模具也只需普通的材料来制作就可以了，不要贵只要对。比如一般超声波模具用到的材料是铝、钢、钛，这些材料可以根据需要进行热处理或特殊涂层，模具材料关系着模具的振幅，超声波动能导能线的方式，尺寸和部位，不一样的塑胶组合时应当如何设计接触面，这种都要去考虑到。。

1、第一步，购买一块进口7075铝材。大小按照你要做模具的规格购买。。

2、第二步，把6个面飞平，但是不要飞太多以免做不出频率！。

3、第三步，面飞平了，然后在铝材中间画一个十字架，打螺丝孔。。

4、第四步，开槽，开槽前要先把线画好。。

5、第五步，收腰与飞平面。。

6、第六步，飞频率，我出做出来的模具长度尺寸是129mm20KHz的。

7、然后我使用设备设备测试，振幅表跳动控制在0.5V以下    电流表控制在5A以下，没有怪叫，模具频率可正常使用。。

1、常用的超声波模具材料有铝合金、模具钢、钛合金，不同材料制作成的超声波模具适合不同的场合，分别具有不同的优点、铝合金超声波模具、优点、质量轻，密度小拆冲绝。

2、超判旁声波传递率高，适合模具的大型化。

3、硬度不高，模具上可以实现较复杂纹路的雕刻，加工成本相对低廉。

4、而其缺点则是耐磨度不高，易磨损。

5、因此，铝合金超声波模具适用于缝合、焊接等非连续性高强度摩擦作业、对超声波发波强度较高、模具表面需雕刻等情形(如超声波塑焊机、口罩定型机、超声波裥棉机等设备)时，适用于铝合金超声波模具。

6、钢模、优点、高硬度，耐磨度高，模具使用时间强，稳定性高。

7、缺点是超声波传递率相对较低，声阻抗较大，为了超声波传递效果，不适宜于模具的大型化，圆模的话，单位直径一般不能超过5cm。

8、钢模是比较适用于各种滚切、冲切、分条、剪切等应用设备上，如口罩本体机、超声波布料分条机、超声波冲花机等许多设备均使用钢模。

9、钛合金超声波模具、优点是硬度高，耐磨性好，散热快，质量较轻，密度小，在同功率超声波发波时候，同体积模具超声波传递率要高于钢模。

10、可以说钛模集成了钢模和铝模的许多优点，其缺点是造价较高，钛模，价格要远高于同规格的铝模和钢模(目前，钛基才的价格就超过500元/公斤)。

11、因此，钛合金超声波模具适用于有更高超声波传递率，较大工作面，同时，还需要较好耐磨强度的工作场合。

12、综上比较，使用何种材料的超声波模具，取决于超声波设备的使用场合和用途，客户可根据不同的情旅姿况作出选择。

1、常用的超声波模具材料有铝合金、模具钢、钛合金，不同材料制作成的超声波模具适合不同的场合，分别具有不同的优点、铝合金超声波模具、优点、质量轻，密度小拆冲绝。

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