塑料產(chǎn)品上下蓋需用超聲波焊接機進行接合時，在設計初期需考慮哪些問題？超聲波熔接進行零件間的接合時, 在設計階段需考慮的主要有以下兩個方面

一、 零件成型時采用何種塑料?

二、 零件熔接后之質量及功能要求?

一般而言, 有關成品熔接后之功能要求有以下五點:

1. 結合處能承受多大的推力?

2. 是否需完全密封, 水密或氣密?

3. 結合件是否有外觀要求?

4. 溢膠是否可接受?

5. 是否還有其他要求? (如沖擊力量承受值等)

1.需注意熔接成品的塑料選擇

兩互熔之零件在成型材料的選擇上, 除功能上的考量外, 采用同種塑料以避免 ”不兼容性” 或 ”結合強度不夠” 等問題. (請參考”熱塑性塑料兼容性表”)

提高不兼容塑料 (如PC & PC+PET) 熔接強度之方案：在熔接表面上做咬花以提升表面磨擦程度增加熔接能量進而改善接合強度.  藉由咬花處理可將原結合強度提高3倍. 咬花規(guī)格之選用。

根據(jù)產(chǎn)品熔接質量要求設計產(chǎn)品的熔接線,熔接線設計主要型式有兩種：Energy Director & Shear Joint，Energy Director

Energy Director即為熔接面上三角形突起形狀之設計. 其功能可迅速集中能量并迅速熔化接合線, 使產(chǎn)生熔融之塑料可迅速布滿于熔接面上快速完成熔接達到大強度. (可由圖1時間-溫度對應圖得知有無Energy Director設計之差異)

Energy Director常見的設計型式:

1) 斷差型

此設計方式可應用于需要定位之零件. 又因此設計具有一個0.25~0.64mm的間隙存在于兩互熔零件之間, 故于熔接后可對結合處形成一遮避效果可避免及減少表面毛邊產(chǎn)生. 但如果間隙被完全熔合, 則毛邊可能會外現(xiàn).

2) 接合唇及接合槽型

此設計方式之大好處在于可防止內外毛邊產(chǎn)生及提供定位功能. 但因接合唇的兩側與接合槽需保有間隙, 使得接合唇本身較不易成型. 此外也由于接合面面積的縮小, 使其強度較全段接合小.

3) 咬花面處理

在不具有熔接線特征之熔接面上進行咬花處理, 可使原熔接能量因磨擦程度提升而增強, 進而強化原熔接效果.

4) 交叉型

將要互相熔接之零件其熔接線以相互垂直方式進行設計, 因可藉由提供小的接觸表面及提高熔接量而達到強化熔接效果. 于此設計中建議每條熔接線的尺寸改為原標準單一熔接線之60%大小. 倘若要求防水或防氣漏,

5) 和壁面垂直型

此設計可減少毛邊產(chǎn)生及提高抗剝離力, 用于結構性密合.

6) 干擾型

可應用于減少熔接總面積及所需能量, 用于非結構性密合.

7) 鑿狀型

常應用于平均壁厚約1.50mm之零件, 以避免因壁厚不夠采用標準設計而造成熔接強度不夠之問題.

Shear Joint對于半結晶性塑料(如Nylon, Polypropylene, Polyethylene)若其Energy Director 之設計效果不符合期許時, 則可考慮采用Shear Joint之設計方式. 因后者之設計方式可克服半結晶性塑料因較小的溫度范圍即會產(chǎn)生相態(tài)改變而致使熔融塑料于接合前即固化的問題.

Shear Joint之設計可使小的起始接觸面積先行熔化, 然后當零件嵌合在一起時, 繼續(xù)熔化沿垂直壁的接觸面, 如此可達成堅固的結構性或密封性密合并隔絕空氣, 特別適用于半結晶性塑料熔接.

以上是關于一些塑料產(chǎn)品開發(fā)設計初期考慮用超聲波焊接接合時需要注意的一些問題，本公司專業(yè)提供超聲波焊接技術方案咨詢，更多焊接技術方案設計問題可來電來廠詳詢！