超聲波橡膠切割刀的工作原理及切割優勢

2020-12-23 嘉振超聲

橡膠是一種高彈性聚合物，具有彈性大、韌性強、溫度高時易發粘的特點，因此傳統的機械切割很難進行加工。超聲波切割在一定程度上規避了傳統機械切割的缺點，能夠對橡膠進行各種角度與方向的切割，切割後橡膠依然光潔平整。

橡膠

傳統橡膠切割方式主要有兩種類型：熱加工與冷加工。就橡膠材料而言，更加適合冷切割。冷切割有產生熱量小、熱變形小、切割過程中產生粉塵少、斷面不會因溫度過高而老化龜裂等優點。冷加工中的線切割有更高的精度，但速度很慢，有時需要用其它方法另外穿孔、穿絲才能進行切割，而且切割尺寸受到很大局限。超聲波橡膠切割就是採用冷切割的處理方式，避免橡膠由於加熱而產生形變。

超聲波切割橡膠

01工作原理

超聲波橡膠切割刀則是通過超聲波能量，對切割部位進行局部加熱，使其熔化，從而進行切割。整個切割過程，都不會造成切割材料的崩邊與破損。超聲波切割通過高頻振動進行橡膠切割，而不是單純利用刀刃壓力切割，減少與橡膠的摩擦力，因此刀片上不易粘連。

超聲波橡膠切割刀

超聲波橡膠切割刀由高頻率超聲波使得刀口產生每秒鐘幾萬次的微區間的往復振動（振幅僅幾千分之一英寸），切割橡膠不僅依靠高頻率的刀口切進，還藉助超聲波振動直接切開橡膠高分子。同時，高頻率振動切進使刀口與膠片斷面產生微區間高速摩擦，既可消除刀口與膠片的粘連，又因摩擦產生溫熱更利於切進膠片，從而獲得很平整的切割斷面。

02傳統切割存在的問題

橡膠是目前工業中所常使用的部件的原材料，應用範圍特別廣泛，並且有許多橡膠部件是由橡膠板進行切割形成的，傳統橡膠切割利用機械切割方式，比較常見的有砂輪切割，但是大部分橡膠在進過類似方式的切割後，在切面上會存在若干破口，而且切割不當很容易造成切割線的彎曲。除此之外，橡膠切線往往還存在波浪彎，這是切割過程中受熱形成的。這些切割問題都會影響整個橡膠成品的美觀度。

傳統橡膠切割

圓盤刀切割橡膠是比較常見的一種切割橡膠的方式，雖然價格比較便宜，但是在實際切割上存在若干的問題。

圓盤刀在裁切橡膠材料的過程中，容易出現不穩定的情況，即裁切情況滿足不了工藝要求，出現裁切面寬度不夠，卷邊，裁切面不平整。圓盤刀裁切角度容易發生變化，裁切角度調節也比較困難。圓盤刀刀片鋒利，轉速比較快，切割過程中不安全，易傷人。

圓盤刀

03超聲波切割優勢

高精度切割

超聲波振動降低了刀片與材料之間的摩擦阻力，使刀片可以平滑切割而不會變形。超聲波振動減少了刀片上的物料粘結，從而減少了清潔生產系統的停機時間。整個切割過程，刀片表面保持光滑，清晰，乾淨。

可持續切割

超聲波刀片輸出通過閉環電路進行實時監控，以確保連續不斷地進行橡膠切割。

乾式-無需潤滑

因為超聲波切割刀片可順利通過橡膠，而超聲波振動則以每秒20,000至40,000個周期振動，整個過程無需潤滑刀片。

避免材料飛邊

在橡膠切割時在切割部分具有融合作用，切割部分被完全密封，不會引起橡膠材料的飛邊。

適用各種工作環境

超聲波切割設備可採用風冷和水冷設計，以適應各種工作條件和環境。

易於集成到自動化中

超聲波橡膠切割刀體積較小，除了可以手持操作之外，還能夠安裝到自動化集成機器上使用，更便於操作，切割的精度也更高。

超聲波切割刀安裝到自動化集成系統上

04超聲波橡膠切割系統

超聲波發生器

超聲波發生器能將50 / 60Hz交流電壓轉換為高頻電能。取決於不同的切割應用，頻率可以是20kHz至40kHz之間。

換能器

一種機電設備，可從電源接收電能並將其轉換為高頻機械振動。然後，換能器能夠將高頻振動傳遞給變幅杆，再由變幅杆傳遞到刀頭。

變幅杆

變幅杆位於轉換器和喇叭之間，能夠適當放大或縮小由換能器傳遞的高頻振幅的倍數。

工具頭

超聲波工具頭即切割的刀頭部分，是直接與被切割橡膠接觸的位置。它的刀頭大小及形狀與超聲波切割的頻率有關，能夠根據不同的應用來調整不同頻率的工具頭。

超聲波橡膠切割刀頭

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