מה זה ריתוך אולטראסוני

ריתוך אולטראסוני הוא תהליך תעשייתי לפיו ויברציות אקוסטיות אולטרסאוניות בתדירות גבוהה מופעלות באופן מקומי על חלקי עבודה המוחזקים יחד בלחץ ליצירת ריתוך במצב מוצק.הוא משמש בדרך כלל עבור פלסטיק ומתכות, ובמיוחד עבור חיבור חומרים לא דומים.בריתוך קולי, אין ברגים, מסמרים, חומרי הלחמה או דבקים הנחוצים לחיבור החומרים.כאשר מיושמים על מתכות, מאפיין בולט של שיטה זו הוא שהטמפרטורה נשארת הרבה מתחת לנקודת ההיתוך של החומרים המעורבים ובכך מונעת כל תכונות לא רצויות שעלולות לנבוע מחשיפה לטמפרטורה גבוהה של החומרים.

להצטרפות לחלקים תרמופלסטיים מורכבים בהזרקה, ניתן להתאים בקלות ציוד ריתוך קולי כך שיתאים למפרט המדויק של החלקים המרותכים.החלקים דחוסים בין קן בצורת קבועה (סדן) וסונוטרודה (קרן) המחוברת למתמר, ונפלטת רטט אקוסטי של ~20 קילו-הרץ באמפליטודה נמוכה.(הערה: התדרים הנפוצים בשימוש בריתוך קולי של תרמופלסטיים הם 15 קילו-הרץ, 20 קילו-הרץ, 30 קילו-הרץ, 35 קילו-הרץ, 40 קילו-הרץ ו-70 קילו-הרץ).בעת ריתוך פלסטיק, הממשק של שני החלקים תוכנן במיוחד כדי לרכז את תהליך ההיתוך.לאחד החומרים יש בדרך כלל מנהל אנרגיה מחודד או מעוגל הנוגע לחלק הפלסטיק השני.האנרגיה האולטראסונית ממיסה את המגע הנקודתי בין החלקים, ויוצרת מפרק.תהליך זה הוא אלטרנטיבה אוטומטית טובה לדבק, ברגים או עיצובים בהתאמה.הוא משמש בדרך כלל עם חלקים קטנים (כגון טלפונים סלולריים, מוצרי צריכה אלקטרוניים, כלים רפואיים חד פעמיים, צעצועים וכו') אך ניתן להשתמש בו בחלקים גדולים כמו אשכול מכשירים קטן לרכב.אולטרסאונד יכול לשמש גם לריתוך מתכות, אך הם מוגבלים בדרך כלל לריתוכים קטנים של מתכות דקות וניתנות לעיבוד, למשל אלומיניום, נחושת, ניקל.אולטרסאונד לא ישמש בריתוך שלדה של רכב או בריתוך חלקים של אופניים יחד, בשל רמות הכוח הנדרשות.

ריתוך קולי של תרמופלסטיים גורם להתכה מקומית של הפלסטיק עקב ספיגת אנרגיית רטט לאורך המפרק המיועד לריתוך.במתכות, ריתוך מתרחש עקב פיזור בלחץ גבוה של תחמוצות פני השטח ותנועה מקומית של החומרים.למרות שיש חימום, זה לא מספיק כדי להמיס את חומרי הבסיס.

ניתן להשתמש בריתוך אולטראסוני עבור פלסטיק קשיח ורך כאחד, כגון פלסטיק חצי גבישי ומתכות.ההבנה של ריתוך קולי גדלה עם מחקר ובדיקות.המצאת ציוד מתוחכם וזול יותר וביקוש מוגבר לרכיבי פלסטיק ואלקטרוניקה הובילו לידע הולך וגובר של התהליך הבסיסי.עם זאת, היבטים רבים של ריתוך קולי עדיין דורשים מחקר נוסף, כגון קשר בין איכות הריתוך לפרמטרים של תהליך.ריתוך אולטרסאונד ממשיך להיות תחום מתפתח במהירות.