अल्ट्रासोनिक प्लास्टिक वेल्डिंग के लिए सिद्धांत
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उच्च आवृत्ति अल्ट्रासोनिक कंपन का उपयोग करके एक ही या रासायनिक रूप से संगत सामग्री से बने दो भागों को एक साथ बंधन करने का एक तरीका है जो उनके बीच एक ठोस राज्य वेल्ड बनाता है । प्लास्टिक के साथ इस तकनीक का उपयोग करने का लाभ यह है कि सेकंड के भीतर एक उच्च शक्ति, गैस और पानी तंग बंधन शिकंजा, गोंद, धागे, सोल्डर या किसी अन्य प्रकार की बॉन्डिंग सामग्री के बिना बनता है। जिन हिस्सों को वेल्डेड किया गया है उन्हें इलाज के लिए एक जिग में छोड़ने की आवश्यकता नहीं है, जिससे उन्हें तुरंत उपयोग किया जा सके एक स्वचालन लाइन में सक्षम। प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक पर्यावरण अनुकूल प्रक्रिया है जो लागत प्रभावी, स्थायी और साफ वेल्ड बनाने के दौरान बहुत कम ऊर्जा का उपभोग करती है। प्रक्रिया का इस्तेमाल इलेक्ट्रिकल, कंप्यूटर, ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, मेडिकल और पैकेजिंग इंडस्ट्रीज में किया जाता है ।
एक अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीन ढेर नामक एक ट्रांसड्यूसर असेंबली से बना है । यह तीन घटकों से बना है: एक sonotrode, एक बूस्टर और एक वेल्ड सींग। Sonotrode कंपन का स्रोत है। इसके अंदर पाइज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क धातु प्लेटों के चारों ओर सैंडविच हैं जो एक टाइटेनियम सिलेंडर के लिए कसकर चिपक जाती हैं। सिस्टम आवृत्ति मॉड्यूल से केबल के माध्यम से उच्च आवृत्ति बिजली को तब खिलाया जाता है। चूंकि यह अधिकांश थर्माप्लास्टिक रेजिन के लिए पिघला हुआ तापमान प्राप्त करने के लिए पर्याप्त कंपन नहीं बनाता है, इसलिए बूस्टर का उपयोग वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए आवश्यक अनुपात में इनपुट कंपन को बढ़ाने के लिए किया जाता है। वेल्ड हॉर्न थर्मोप्लास्टिक काम के टुकड़ों में कंपन में ऊर्जा को स्थानांतरित करता है। वेल्ड हॉर्न विशिष्ट कार्य टुकड़ों के रूपों से मेल खाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह कंपन को एक विशिष्ट मूल्य पर क्षीणित करता है और प्रक्रिया को काम करने के लिए आवश्यक बलों को लागू करता है
यह वेल्डिंग प्रक्रिया प्लास्टिक्स पर नरम होने पर निर्भर करती है लेकिन पिघलती नहीं है , इस प्रकार यह थर्मोप्लास्टिक्स के लिए सबसे उपयुक्त है और थर्मोसेट पॉलिमर नहीं है। अधिकांश थर्माप्लास्टिक्स में कुछ डिग्री क्रिस्टलिनिटी के साथ एक असंगत संरचना होती है, जिसका अर्थ है कि कुछ ऐसे क्षेत्र हैं जिनके पास आदेशित संरचना है। थर्माप्लास्टिक्स तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला पर नरम हो जाते हैं और एक ग्लास संक्रमण तापमान होता है। थर्मोसेट पॉलिमर क्रिस्टलीय होते हैं और एक अलग पिघलने बिंदु होते हैं। एक क्रिस्टलीय बहुलक तब तक ठोस रहेगा जब तक कि यह पिघलने बिंदु तक पहुंच न जाए और फिर एक बार में पिघल जाए। अमोर्फस थर्मोप्लास्टिक्स में कम क्रिस्टलीय पॉलिमर की तुलना में कम विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण, निचले तन्यता ताकत और तन्यता मॉड्यूलस, उच्च लचीलापन और प्रभाव शक्ति और कम रेंगना प्रतिरोध होता है। उदाहरण के लिए, एबीएस, एक्रिलिक, पॉली कार्बोनेट और पीवीसी असंगत बहुलक हैं जिनमें बहुत कम या कोई क्रिस्टलीय संरचना नहीं है। ये प्लास्टिक अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त हैं। एक ही प्लास्टिक सामग्री से बने दो हिस्सों के अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग आमतौर पर सर्वश्रेष्ठ परिणाम प्राप्त करेंगे। हालांकि, कुछ मामलों में अल्ट्रासोनिक्स का उपयोग करके दो अलग-अलग थर्मोप्लास्टिक्स को वेल्डेड किया जा सकता है, उदाहरण के लिए जब सामग्री रासायनिक रूप से संगत होती है और समान पिघलने वाले बिंदु होते हैं। इस तरह के वेल्डिंग के लिए प्लास्टिक के सबसे अच्छे संयोजनों में से एक एबीएस और ऐक्रेलिक है।
पीई, पीपी, पीई और पीआईए जैसे पॉलिमर क्रिस्टलीय होते हैं और अल्ट्रासोनिक वेल्डर से ऊर्जा वेल्ड साइट से गुज़रने से पहले कंपन को अवशोषित कर देते हैं। इसलिए इस तरह के वेल्डिंग का उपयोग करके इनमें से किसी से भी शामिल होना मुश्किल है। सबसे अधिक अनुरोधित संयोजनों में से एक पॉलीथीन और पॉलीप्रोपीलीन है, लेकिन ये दोनों क्रिस्टलीय हैं और रासायनिक रूप से संगत नहीं हैं
ध्वनि वेल्डिंग का उपयोग ब्यूटेन लाइटर, खिलौने, पिपेट और अंतःशिरा कैथेटर बनाने के लिए किया जाता है। एथलेटिक जूते के ऊपरी हिस्सों को अक्सर सिलाई या ग्लूइंग के बजाय अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग करके बनाया जाता है। घरेलू उपकरणों के लिए विनिर्माण प्रक्रिया के लिए कई प्लास्टिक भागों को एक साथ शामिल करने की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया के उदाहरणों में वॉशिंग मशीन के फ्रंट पैनल और पंप व्हील के दो हिस्सों पर डिस्प्ले स्क्रीन शामिल है। ऑटोमोटिव उद्योग में, सोनिक वेल्डिंग के लिए सैकड़ों उपयोग हैं जिनमें पूंछ रोशनी, उपकरण क्लस्टर और बंपर्स के एक साथ वेल्डिंग शामिल हैं। ऐसी खबरें आई हैं कि ऐप्पल इस तकनीक का उपयोग अपने कानबंद बनाने के लिए कर रहा है, जिसने प्रक्रिया को अपने कुछ अन्य उत्पादों पर सफलतापूर्वक इस्तेमाल किया है। यह earbuds एक अधिक सुव्यवस्थित उपस्थिति देगा ।
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