Die Ultraschalltechnologie ist in Metall- und Kunststoffschweißprozessen weit verbreitet.Aufgrund ihrer hohen Leistungsanforderungen an die Strukturdynamik können sich die traditionellen Konstruktionsmethoden der Nachahmung und Formreparatur nicht mehr an die wechselnden Anforderungen von Kunststoffprodukten anpassen.Dieses Papier beginnt mit dem Prinzip vonUltraschall-Kunststoffschweißen, führt die Eigenfrequenz und die Modalanalyse durch die Finite-Elemente-Methode fort, entwirft das neue Werkzeug, erfüllt die Anforderungen an die effektive Übertragung und die gleichmäßige Verteilung der Vibrationsenergiefunktion.Im Designprozess in Kombination mit ANSYS Parametric Modeling, dem Factor of Design Optimization of Experiment (DOE) und dem Probabilistic Design System (PDS) Modul, passen die Parameter Design und Robust Design, die Geometriegröße, das Tooling und die Eigenfrequenz an Ultraschallfrequenzanpassung, die entsprechende modale Amplitude gleichmäßig im Gesicht, reduziert das lokale Strukturproblem der Spannungskonzentration. Gleichzeitig hat es eine gute Anpassungsfähigkeit an Änderungen von Material- und Umgebungsparametern.Das gestalteteUltraschallwerkzeugekann nach einer Bearbeitung verwendet werden, was Zeit- und Kostenverschwendung durch wiederholtes Abrichtwerkzeug vermeidet.
Als Kontaktschnittstelle zwischen demUltraschall-Kunststoffschweißgerätund dem Material besteht die Hauptfunktion des Ultraschallwerkzeugkopfes darin, die mechanische Längsschwingung vom Amplitudenwandler gleichmäßig und effektiv auf das Material zu übertragen.Die verwendeten Materialien sind in der Regel hochwertige Aluminiumlegierungen oder sogar Titanlegierungen.Da sich das Design von Kunststoffmaterialien ändert, das Aussehen von Tausenden von verschiedenen, ändert sich auch der Werkzeugkopf.Die Form der Arbeitsfläche sollte gut auf das Material abgestimmt sein, um den Kunststoff beim Vibrieren nicht zu beschädigen;Gleichzeitig sollte die Festfrequenz der Längsschwingung 1. Ordnung auf die Ausgangsfrequenz des Schweißgerätes abgestimmt sein, da sonst die Schwingungsenergie intern verbraucht wird.Wenn der Werkzeugkopf vibriert, wird die lokale Spannungskonzentration erzeugt.Wie diese lokalen Strukturen optimiert werden können, ist ebenfalls ein Problem, das bei der Gestaltung berücksichtigt werden muss.In diesem Whitepaper wird erläutert, wie Sie den ANSYS-Design-Tool-Head verwenden, um Design-Parameter zu optimieren.
Die Gestaltung vonSchweißhorn und Halterungsind sehr wichtig.Es gibt viele inländischeAnbieter von Ultraschallgerätenum ihre eigenen Schweißer zu produzieren, aber ein beträchtlicher Teil von ihnen sind Nachahmung vorhanden, und dann ständig Werkzeugausstattung, Prüfung, durch diese wiederholte Anpassungsmethode, um den Zweck der Werkzeug- und Gerätefrequenzkoordinierung zu erreichen.In diesem Papier kann die Finite-Elemente-Methode die Frequenz beim Entwerfen der Baugruppe bestimmen.Der Fehler zwischen den Testergebnissen des hergestellten Werkzeugs und der Entwurfshäufigkeit beträgt weniger als 1 %.Gleichzeitig stellt dieses Papier das Konzept von DFSS (Design For Six Sigma) vor, um das Tooling robust zu optimieren und zu entwerfen.Das Konzept des 6-Sigma-Designs besteht darin, die Stimmen der Kunden im Designprozess vollständig zu sammeln, um ein zielgerichtetes Design durchzuführen.Darüber hinaus sollte die mögliche Abweichung des Produktionsprozesses im Voraus berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass die Qualität des Endprodukts auf einem angemessenen Niveau verteilt wird.
Postzeit: 22. September 2022