เชื่อมพลาสติกด้วยอัลตร้าโซนิค ใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง ?

ต่อเนื่องจากบทความที่แล้ว หลักการเชื่อมด้วยอัลตร้าโซนิค (Ultrasonic Welding)

เรามาดูกันว่า หากต้องการเชื่อมพลาสติกด้วยอัลตร้าโซนิคแล้ว มันต้องใช้อุปกรณ์อะไรบ้าง โดยเริ่มดูจากภาพรวมก่อน (ภาพด้านล่าง)

เราจะเห็นได้ว่า Generator ส่งคลื่นไปที่ Transducer ซึ่งจะเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล (Electricity เป็น Kinetic Energy)

ฺBooster เป็นตัวขยายความแรง เปรียบเหมือนตัวคอนโทรล Volume ของเครื่องเสียง

มันจะส่งคลื่นไปยัง Horn ซึ่งจะสัมผัสกับชิ้นงาน ทำให้โมเลกุลตรงรอยเชื่อมที่ดีไซน์ไว้ เกิดการสั่นสะเทือน เกิดความร้อนและเชื่อมกันในที่สุด

ภาพแสดงการเชื่อมต่อของอุปกรณ์การเชื่อมอัลตร้าโซนิค

ภาพของเครื่องเชื่อมอัลตร้าโซนิค DUKANE ที่ใช้เชื่อมจริงอย่างแพร่หลายในอุสาหกรรมพลาสติก

รายละเอียดของอุปกรณ์เครื่องเชื่อมพลาสติกด้วยอัลตร้าโซนิค

1. Generator

Generator (เจนเนอร์เรเตอร์) เป็นตัวที่เปลี่ยนความถี่ของไฟฟ้าให้เหมาะกับการทำงานของการเชื่อมอัลตร้าโซนิค ซึ่งจะเปลี่ยนจาก 50/60Hz เป็นคลื่นความถี่ที่มักจะใช้กันคือ 15KHz, 20KHz, 30KHz, 40KHz ยิ่งความถี่มาก ก็มีความละเอียดมาก แต่เหมาะสำหรับงานเชื่อมขนาดเล็ก (เช่นชิ้นงานในอุตสาหกรรมการแพทย์) คลื่นความถี่ต่ำ มีพลังงานเชื่อมมาก เหมาะกับชิ้นงานขนาดใหญ่ (เช่นพาร์ทรถยนต์ ประตู กันชน ฯลฯ)

2. Transducer/Converter

Transducer (ทรานสดูเซอร์) เป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้ และเป็นเหมือนหัวใจของการเชื่อมอัลตร้าโซนิค เพราะเป็นตัวที่แปลงพลังงานความถี่ไฟฟ้า เป็นพลังงานกล (Electric to Kinetic Energy) ด้านในจะมี Piezoceramics (ไพโซเซรามิค) ที่ขยายและหดตัวตามคลื่นความถี่ของไฟฟ้า ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวแบบความถี่สูงเกิดขึ้น ซึ่งพลังงาน Kinetic Energy นั้นจะส่งต่อไปยังอุปกรณ์ถัดไปคือ Booster & Horn

3. Booster & Horn

Booster & Horn (บูสเตอร์และฮอร์น) บูสเตอร์และฮอร์น เป็นอุปกรณ์ขยายความแรงของคลื่นอัลตร้าโซนิค โดยที่บูสเตอร์จะมีอัตราการขยายเริ่มตั้งแต่อัตราส่วน 1:1 และเริ่มเพิ่มขึ้นเป็น 1:2, 1:3 ตามลำดับ แล้วแต่ว่างานเชื่อมต้องการใช้พลังงานเท่าไหร่ ส่วนฮอร์น หรือมีชื่อเรียกอีกชื่อว่า Sonotrode (โซโนโทรด) ทำหน้าที่คล้ายกับบูสเตอร์ แต่เป็นตัวที่สัมผัสกับชิ้นงานโดยตรงและส่งพลังงานอัลตร้าโซนิคให้กับชิ้นงานที่เชื่อม ทำให้โมเลกุลของรอยเชื่อม (weld line) ถูกเหนี่ยวนำให้ร้อนและละลายเชื่อมเข้าหากัน ดังที่ได้อธิบายไปในบทความนี้

ว่ากันเรื่องอุปกรณ์ไปแล้ว ผมเชื่อว่าผู้อ่านเริ่มมีความเข้าใจมากขึ้นแล้ว มาดูตอนถัดไปกันครับ หลักการเชื่อมชิ้นงานพลาสติก 5 Steps ด้วยคลื่นอัลตร้าโซนิค

ประทาน มงคลชัยชวาล
ประทาน มงคลชัยชวาล
ประทาน มงคลชัยชวาล เป็นผู้เชี่ยวชาญเรื่องการเชื่อมพลาสติก โพลิเมอร์ ซึ่งได้ผ่านการเทรนและได้รับการรับรองจากสถาบันการเชื่อมพลาสติกจากสหรัฐฯ หลังจากเรียนจบสาขาฟิสิกส์และคณิตศาสตร์ที่ซานดิเอโก้ อเมริกา ในปี 2005 ประทานได้ทำงานอยู่ในวงการฉีดและประกอบพลาสติกมาแล้วกว่า 12 ปี และปัจจุบันดำรงตำแหน่งผู้บริหารของกลุ่มบริษัทในเครือประทานกิจกรุ๊ป

สาระน่าสนใจอื่นๆ:

วิธีเลือกเครื่องบดพลาสติก ให้เปลี่ยนขาดทุนเป็นกำไร

ค่าแรง ค่าไฟ ต้นทุนเม็ดพลาสติกที่แพงขึ้นทุกวัน ทำให้ผู้ผลิตต้องหันมาลดต้นทุนอย่างอื่นแทน และสิ่งที่ทำได้ง่าาย ทำได้ทันที คือการบดรีไซเคิลพลาสติก อย่างไรก็ตามหากเลือกเครื่องบดพลาสติกและใบมีดที่ไม่เหมาะกับการใช้งาน นอกจากจะบดงานเป็นฝุ่นแล้ว ยังจะเปลืองไฟโดยใช่เหตุอีกด้วย แทนที่จะลดต้นทุน กลับกลายเป็นเพิ่มต้นทุน การทำความเข้าใจและเลือกเครื่องให้เหมาะเป็นสิ่งที่สำคัญต่อ….

เครื่องฉีดพลาสติกไฮดรอลิก: ปั้มมาตรฐานกับปั้มเซอร์โวต่างกันยังไง?

ในอุตสาหกรรมพลาสติกการใช้พลังงานเป็นต้นทุนการผลิตที่สำคัญ และเครื่องฉีดพลาสติกเป็นหนึ่งในอุปกรณ์ที่มีการใช้พลังงานมาก ในบทความนี้จะเป็นการเปรียบเทียบความแตกต่างของระบบ standard hydraulic machine กับ ระบบ servo drive system ซึ่งเป็นเครื่องฉีดที่ใช้ปั้มไฮดรอลิกเป็นตัวจ่ายกำลัง

ตอนที่ 4: เชื่อมพลาสติกด้วยอัลตร้าโซนิคยังไงแล้วติดทน ติดนาน สมานระดับโมเลกุล ใน 5 ขั้นตอน

ในความเป็นจริงแล้ว การประยุกต์ใช้งานของคลื่นอัลตร้าโซนิคนั้น มีหลากหลายแบบที่ไม่ใช่แค่การเชื่อมพลาสติกโพลิเมอร์เข้าด้วยกัน แต่ยังมีการ ตัด การเจาะ การล็อค และการยึด แต่ในบทความนี้จะกล่าวถึงเฉพาะขั้นตอนการเชื่อมพลาสติกเป็นหลัก 5 ขั้นตอน

และใครที่เชื่อมแล้วชิ้นงานมีปัญหาเชื่อมติดไม่ดี (underwelded) หรือเชื่อมแล้วแลบบ่อยๆ ยิ่งพลาดไม่ได้เลยครับกับ 5 ขั้นตอนนี้

อย่าพลาด!

อัปเดททุกอาทิตย์ สาระที่เกียวเนื่องกับอุตสาหกรรมพลาสติก รวมถึงเทคโนโลยีออโตเมชั่นใหม่ๆ เกร็ดความรู้ต่างๆ ติดตามเราเลยวันนี้


เราไม่มีนโยบาย Spam อีเมลล์ลูกค้า เราคัดเฉพาะบทความที่เป็นประโยชน์เท่านั้น และอีเมลล์จะถูกเก็บเป็นความลับไม่มีการแชร์ออกนอกระบบ