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超声波切水口原理设计

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        注塑模具在注塑时,存在去除水口料头的问题。传统去浇料方法是通过人工用水口剪钳一个一个分离产品与水口料头,生产效率非常低,而且容易将产品处理好的表面工艺刮花,产品不良率高,需大量操作人员,故人工分离水口料的方法基本上已无发展改进空间。超声波去水口能够克服以上缺点。它是通过超声波震断浇口使注塑浇料与注塑产品分离,从而快速、完全地去除浇口,不会刮花产品,能大大提高生产效率和产品外观质量,节省劳动力和成本。





超声波去浇口原理及机理


通过将超声波能量传入流道区实现注塑件与流道系统分离的过程称之为超声波去水口(浇口料超声切除)。如图1所示,超声波去浇口的基本原理是浇口部分在高振幅的超声波激发时,由于很大程度的分子间激发和内摩擦而达到高温和产生熔化,继而工件出现熔脱。合理设计浇口连接位置的形状结构,就能实现切除后干净平整,没有毛刺。


图一 超声波去浇口原理简图

超声波去浇口机理是超声振动焊头在较轻的压力下(通常为9.07kgf或18.14kgf)离工件尽可能近地接触浇道,将最大能量传入浇道系统。机械振动产生能量驻波沿浇道穿过浇口区和进入工件(如图2)。在浇口区充当支点的同时自由共振工件经受循环弯矩。弯曲将应力引入已是高应力的浇口区并产生分子内摩擦(滞后损耗),快速提高浇口局部区域材料的温度。一旦达到熔化温度,工件从浇道处脱落。


图二 超声波去浇口过程中的机械振动驻波

影响超声波去浇口设计的主要因素


在设计超声波去浇口之前应解决下述问题:

(1)将要使用何种材料硬质热塑性材料(聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、丙烯酸、尼龙等)效果最好,因为它们能更有效地传递机械能。低刚性(模量)热塑性塑料如聚乙烯和聚丙烯吸收机械能,不能产生良好的一致结果。

(2)工件尺寸/质量多大?一般说来,小尺寸、轻质工件更适合于超声波去浇口。大而重的工件需要更多能量以克服惯性。脆性热塑性塑料易于因为机械振动造成断裂而不是产生熔化。当然,热固性塑料根本不熔化,但可能机械断裂。

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超声波水口分离机

超声波去浇口特点


加工速度快,典型循环时间少于1s。

在塑料件中并不形成应力。

工件表面断面光洁,最低限度的残余物。

很多工件可同时去浇口并自动分离进入容器。

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超声波去浇口是一种将注塑工件与浇道系统分离的超声波装配技术。通过不同相方式将超声波能量作用于浇道,工件在浇口处熔脱。硬质热塑性塑料如聚苯乙烯、ABS、聚碳酸酯、丙烯酸、尼龙等去浇口效果最好。超声波去浇口的优点是加工速度快、在塑料件中并不形成应力、工件表面断面光洁、很多工件可同时去浇口并自动分离进入容器。为了获得满意的、可重复的结果,浇口区需要特殊的设计。超声波去浇口的两个主要原则是:浇口区应小(长度小于1.5mm)和/或薄(厚0.4mm以下)、焊头接触应尽可能靠近浇口。

超声波去浇口自动化程度高,能快速、完全地去除浇口,不会刮花产品,能大大提高生产效率和产品外观质量,节省劳动力和成本。

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