超声波能量扩大技术之超声波上模的作用

本期技术讲座对一般读者而言，可能会感觉较为专业，因为前九讲中是针对适用超声波焊接所产生的问题解析与对策，也因为是有急迫需求，着重在焊接机使用技术、模具架设、塑胶产品设计、问题处理方面。而本期讲座，我们进一步与大家共同分享超声波领域更深入的主题，以共建资讯的传承。

#研究主题：超声波1/8波长（设计）实务。

#案例：整修破裂雕刻超声波上模（15KHZ）。

#整修过程：

1、判断是否符合整修条件。

2、检测内部破裂范围。

3、切除破裂范围（含15m/m以上安全系数）。

4、制造螺牙。

5、曲率设计。

6、频率整修。

7、超声波能量、电流检测。

说明：

通常台湾厂商制造超声波15KHZ上模，均以1/4波长、曲率38R、振动节点86m/m（误差范围--6m/m）为设计原则，此种设计方式模具一般长度为168-172m/m（15KHZ），其特点：

1、超声波传导因38R曲率较大，故能得到较缓和的流动能量，材料结构较不易受损而破裂，但因能量缓和，所以瞬间能量的对应较弱，亦即出力较弱，反之曲率越小，瞬间能量就愈强，但材料内部应力也越高。

2、波长1/4（振动节点86m/m）、曲率38R、15KHZ的HORN，长度约为172m/m，而一般我们所谓的全波长即为1/4+1/4+1/4+1/4=4/4=1（即为全波，亦为86+86+86+86=两只上模=344m/m）。

3、同理1/8波长（振动节点43m/m）、15KHZ（频率）、设定上模长度127-150m/m，更动曲率对应长度经验值，即可让切除破裂范围后之铝合金材料（127-150m/m），达到每秒15000次振动频率（15KHZ）与1安培电流以下的材质压力。

总结：

虽然1/8波长的超声波上模设计，容易因曲率对应长度值，而增加材料分子结构应力产生，但却可增加瞬间能量，使熔接效果更佳，且有效节省材料，尤其在碰到破裂生产断线时，更可令其展现重生，解决客户问题。

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