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介紹超音波熔接的原理 (Ultrasonic Welding)
超音波塑膠熔接/焊接(Ultrasonic Welding)的原理基本上就是把聲音轉換成熱能的一種加工方法。
它基本上是由發聲器產生20KHZ或15KHZ的高頻率信號，通過固定於超音波機器上的【能量轉換器焊頭(HORN)】直接接觸於塑膠製品的工件上，藉由高頻振動使得工件內的分子發生劇烈摩擦而產生局部高溫，當溫度高於塑膠的熔點就會融化塑膠，等熔融的塑膠冷卻後就會重新固化黏合以達到熔接的效果。這就是為什麼超音波操作時都會聽到「啾！」的聲響，這就是振動的聲音。
操作超音波機器時除了需要聲音轉換為熱能外，通常還得施加一定的壓力於工件上，所以機器上面會有一氣壓缸，施加壓力的目的，一來可以加壓埋植物品以加速其埋入塑膠工件或是接合兩個不同的塑膠工件；二來可以給予持續的壓力直到熔融的塑膠冷卻重新定型，可以避免熔接的兩個工件因熔接未完全就移除壓力而造成的鬆脫。
【超音波熔接】通常是用來將兩個固態物件熔接在一起，而不需要使用到任何的溶劑及黏著劑，其優點是：
- 可以大量生產。
- 品質穩定。
- 成本降低。
在電子產業中也常見其應用，不過超音波熔接是屬於不可逆的一種工法，所以通常運用在不需要再被拆開的機構上面，也可以用來保護不可以被使用者拆開的產品上面，最常見到的應用有：
- 熔接兩個一樣材質的塑膠件。比如說將鋰電池的上下殼密封在一起與密封電源供應器的機殼。凡是不想讓使用者打開的東西都可以透過超音波的加工密封。
- 將不同的塑膠融合在一起。比如說將壓克力的透明鏡片黏合到ABS或PC的塑膠殼成為一個工件。
- 將金屬部件固定於塑膠上。比如說小型印表機的撕紙刀片。
- 將機械母螺絲(screw insert)熔接埋植於塑膠柱中。
- 用來切除多餘的塑膠結構。
其他更多關於超音波在工程上的應用可以參考【簡介各種超音波(超聲波)的不同應用】一文。
延伸閱讀：
影響塑膠自攻螺絲扭力的因素
瞭解超音波熔接機的操作與參數
超音波熔接 ─ 埋植螺絲塑膠柱破裂的可能原因
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訪客留言內容（Comments）
工作狂人….想請教您..
最近遇到一個超音波問題. 之前模具壞了現重開一副模具後 ..現在裝上去 都熔接不起來耶…一樣有”啾 “的聲音… 但是 我們用小副的模具去壓就可以壓合….後來模具移到別台機台去壓合 ..結果也 熔接不起來來… 這跟什麼單向電 三向電 壓 會有關 係嗎??
想請教一下~
近期有產品使用到塑膠件超音波熔接的製程
發現2個熔接的塑膠件，如果表面有噴漆處理，超音波熔接會產生不牢固的狀況發生~
請問這種情況除了熔接面遮噴的解決辦法之外，能否增加熔接線面積或熔接線肉厚高度改善黏著牢固性?
hello
我想請教一下
我有兩個中空圓柱體 想做超音波熔接(一個長約71mm 一個約20mm 都是pc材 肉厚2.0mm) 需要防水
導融線設計在20mm殼上 上下兩殼設計成圓形段差面做定位與超音波融接 (導融線在內層斷差面上)
請問這樣有辦法做超音波熔接嗎?
不會不有horn頭加壓時受力不均的問題? 而導致超音波線融接時跑掉?
會這樣問是因為 下殼較長 怕模具比較難定位 加壓時下殼變形
工作熊,
謝謝您的回覆。
我的IC已經是在產品的中心了，無法有更佳的位置可選了，IC距離外殼邊緣(超音波之處)約1公分處。
所以我現在僅有的改善方法是加緩衝材料嗎?有建議何種材質的緩衝材料?加在哪裡?
很期待您的回覆，謝謝!!
熊大您好, 不曉得您有沒有看過防水的超音波熔接設計塑膠殼? 像是我目前在設計的塑膠殼是200mmX70mm的大小, 有考慮您說的兩層榕接線的設計(排熔接線的肉區夠寬可以排兩條), 只是怕會不會有哪個區域沒融到的狀況造成漏氣漏水(我們需求IP65) 不曉得關於熔接密閉性的可靠度如何?
請教 是否可以把超音波熱熔拿來當作像熱壓一樣鉚開塑膠柱固定上下件
例如下件是塑膠 上件是金屬板 塑膠柱突出金屬板後用超音波熱熔把塑膠柱融開後壓住金屬板 還是這樣用熱壓即可?
如果都可以做到 用熱壓與超音波熱熔在這樣的應用中哪一種比較推薦 原因如何? 感謝!
請教各位大大, 我的產品前後兩面要超的面比左右兩面要高, 請問超音波模具要如何來製作,理論上應該是上模要根據不同的區塊來做放大縮小吧?可是很少有模劇廠會做此種模具,事實上此種音波面不在同一高度的設計很常發生,謝謝各位的指導
您好，最近遇到PC材料的上下蓋用超音波熔接後，塑殼用鐵球球擊測試，PC塑殼就破裂了，但在未熔接前，PC塑殼球擊是完全不會破裂的，請問超聲波的傳動，有可能會去破壞到塑殼的塑膠特性，導至塑殼較脆嗎?之前是否有遇過相動案例呢??謝謝
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想請問一下有關於停震裝置一些問題
使用上模為20KHZ
那一般停震裝置有所謂正負公差值?
如果有數劇大概會介於多少呢