超聲波切割原理、基本結構和特點

一、超聲波切割原理

    超聲波切割機的原理與傳統意義上的切割*不同。超聲波切割原理是通過超聲波發生器將50/60Hz電流轉換成20、30或40KHz電能。被轉換成為同等頻率的機械振動，隨后機械振動通過一套可以改變振幅的調幅器裝置傳遞到切割刀。切割刀將接收到的振動能量傳遞到待切割工件的切割面，在該區域，振動能量被通過激活橡膠分子能，打開分子鏈的方式對膠料進行切割。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。超聲波切割還有一個很大的優點，就是它在切割的同時，在切割部位有熔合作用。切割部位被地封邊了，可防止被切割材料組織的松散（如紡織材料飛邊）。超聲波切割機的用途還可以擴展，如挖孔，鏟挖，刮漆，雕刻，分條等等。

二、超聲波切割基本結構和特點

    超聲波切割機是利用波能量進行切割加工的一類設備，它大的特點是切割不用刃口。或者說，不用傳統意義上的刃口。傳統的切割是利用帶有鋒利刃口的刀具，壓向被切割材料。此壓力集中在刃口處，壓強就非常大，超過了被切割材料的剪切強度，材料的分子結合被拉開，就被割斷了。由于材料是被強大的壓強硬性拉開的，所以切割刀具刃口就應該非常鋒利，材料本身還要承受比較大的壓力。對軟性、有彈性的材料切割效果不好，對粘性材料困難更大。

    基本構成是超聲波換能器、變幅桿、切割刀（工具頭），驅動電源。超聲波驅動電源將市電轉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換器件，它能將輸入的電能轉換成機械能，即超聲波。其表現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，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構。

    根據超聲波施加位置的不同，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。超音波切割機適用于：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、工業、首飾業、塑料制品加工、食品加工、印刷工業、汽車工業天然纖維分割（可分細線路）合成纖維深挖（多層電路切斷）薄的人造樹脂括漆（適合大面積）所有型式的紙張和底膠片原產地（中國）或手持式切割機等。

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