超聲波切割機的原理與傳統(tǒng)意義上的切割完全不同。它是利用超聲波的能量,將被切割材料的局部加熱熔化,從而達到切割材料的目的。所以超聲波切割不需要鋒利的刃口,也不需要很大的壓力,
不會造成被切割材料的崩邊、破損。同時,由于切割刀在做超聲波振動,摩擦阻力特別小,被切割材料不易粘在刀片上。這對粘性和彈性材料、冰凍材料,如食品,橡膠等,或不便加壓力的物體切割,特別有效。
超聲波切割機基本構成是超聲波換能器、變幅桿、切割刀(工具頭),驅(qū)動電源。超聲波驅(qū)動電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高電壓交流電流,輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實就相當于一個能量轉(zhuǎn)換器件,它能將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機械能,即超聲波。
其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來回伸縮運動。伸縮運動的頻率等同于驅(qū)動電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個超聲波振動系統(tǒng),二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀(工具頭)一方面進一步放大振幅,聚焦超聲波。
另一方面是輸出超聲波,利用切割刀的類似刃口,將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下,瞬間軟化、熔化,強度大大下降。此時,只要施加很小的切割力,就可達到切割材料的目的。
類似于常規(guī)切割,所需要的基本的構件是切刀和砧板,超聲波切割機也由有兩種基本結(jié)構。根據(jù)超聲波施加位置的不同,我們不妨可以把它分成超聲波切刀式切割機和超聲波砧板式切割機。
超聲波切刀式切割機是直接將超聲波能量加載到切刀上,切刀就變成一把帶有超聲波的切刀。在切割材料時,材料主要是被超聲波能量軟化和熔化的,
切刀的刃口只是起到切縫定位、超聲波能量輸出、分隔材料的作用。這種切割方式適用于粗、厚、長等不方便設置砧板的材料的切割。如煉膠機輸出的生膠分切,管子切割,凍肉、糖果、巧克力切割,印刷線路板,或手持式切割機等等。
超聲波砧板式切割機的基本結(jié)構和超聲波切刀式切割機類似,只是超聲波輸出部分不是切割刀,而是一個標準的超聲波平面模具。在這里,該模具就相當于一塊砧板。
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