Ultrasonik Kaynak Makinesi: Çalışma Prensibi ve Kullanım Alanları

Bu yazıda ultrasonik kaynak makinesi hakkında ayrıntılı bilgiler ele alınacaktır.

Ultrasonik Kaynak Makinesi Nedir?

Ultrasonik kaynak makinesi, demir, çelik gibi metal olmayan plastik parçaların birleştirilmesi için kullanılır. Hızlı birleştirme özelliğine sahip olan bu makine endüstri sektöründe sıkça tercih edilir. Az maliyetli ve çevre dostu bir ürün olarak bilinir. Bu kaynak makinesiyle birleştirme işlemlerinin yapılması sırasında hiçbir silikon, yapıştırıcı ya da sabitleyici bir ürüne gerek duyulmaz. Bundan dolayı tasarruf sağladığı gibi daha dayanıklı ürünlerin üretilmesine katkı sunar. Kimyasal ürünlere ihtiyaç duyulmadığı için çevre dostu ürünler arasında yer alır.

Ultrasonik kaynak makinesi ile farklı işlemler yapılabilir. Bu makineyle katı plastikler, filmler ve yapay ürünler birleştirilebilir. Bu makinelerde horn isimli parça bulunur. İşleyişin devamı için bu parça gereklidir. Elle veya otomatik olarak çalışma özelliğine sahiptir. Süre hafıza seçeneği bulunan bu makinede, voltaj ve akımı gösteren paneller de yer alır.

Ultrasonik kaynak makinesi, ultrasonik bir güç kaynağı ve mekanik baskı sisteminden oluşur. Ultrasonik güç kaynağı, şebekeden aldığı elektrik enerjisini ultrasonik kristalin titreşime çevirebileceği frekans ve genlikteki bir elektrik işaretine dönüştürür. Elde edilen bu elektrik işareti, ultrasonik kristalle beslenir.  Ultrasonik kristal bu işareti mekanik titreşimlere çevirir. Booster, kristalin oluşturduğu genlik miktarı düşük olan titreşimleri, yükselterek kaynatılmak istenen malzemenin erime noktasına çıkaracak noktaya taşır.

Plastikler için ultrasonik kaynak makinesi, eriyik kaynak işlemlerinin bir parçası olarak kabul edilir. Süreç, sürtünme ve titreşim enerjisinin ısıya dönüştürülmesine dayanır. Sonotrode ( Horn ) adı verilen bir kaynak aleti kullanılarak, ultrasonik sistem tarafından üretilen yüksek frekanslı titreşimler, basınçla birlikte birleştirilecek parçalara aktarılır. Bu da birleştirme bölgesinde göreceli titreşimlere yol açar.

Kaynak esnasında sürtünme ısısından kaynaklanan mikro eriyik, titreşim enerjisinin emilmesine ve ısıya dönüştürülmesine neden olan bir titreşim bariyeri sunar. Bu da daha sonra kaynak konturunun bir saniyenin kesirlerinde erimesine ve böylece moleküler bir bağlantı oluşturmasına neden olur. Kaynak yapılacak plastik parçalar, malzeme tipine ve kaynak dikişi gereksinimlerine karşılık gelen bir kaynak konturuna sahip olmalıdır.

Konturlar, enerji girişine odaklanır ve çok kısa mühürleme süresiyle sonuçlanır. Ultrasonik mühürleme esnasında folyo içinde ısı üretilir. Bu ısı, dışarıdan herhangi bir ısı girişinin gerekli olmadığı anlamına gelir. Kaynak işleminde kullanılan aletler soğuk kalır. Ürüne giren ısının enerjisi çok küçüktür. Taşıyıcı ve sızdırmazlık tabakası arasındaki sıcaklık değişimi çok hızlı gerçekleşir. Bu da çok iyi sıcak dikiş ile sonuçlanır.

Ultrasonik Kaynak Makinesi Özellikleri Nelerdir?

Ultrasonik kaynak makinesinin pek çok özelliği vardır. Bunlar şu şekildedir:

• Kaynak öncesi yüzey hazırlama işlemi oldukça kolaydır.
• Birbirinden farklı erime derecesinde olan parçaların birleştirilir.
• Ultrasonik kaynak yönteminde ilave metal, gaz, elektrot gibi malzemeler kullanılmadığı için bunların neden olabileceği sorunlar görülmez.
• Kaynak sonrası ek işleme gerek duyulmaz. Temiz bir iş ortaya çıkar.
• Kaynak esnasında ortaya çıkan sürtünme ısısının değerinin düşüklüğünden dolayı ITAB bölgesi oluşmaz.
• İşlem sıcaklıkları erime sıcaklığının altındadır.
• Kaynak sonrasında ısı etkisiyle boyutsal distorsiyon ortaya çıkmadığı gibi, sünme görülmez.
• Fazla zaman kaybı yaşanmadığından soğuma, yüzey temizleme v.b igibi işlemler hızlı bir şekilde tamamlanır.
• Otomasyona çok uygun bir kaynak yöntemidir. İşlem standartizasyonu ve kontrolü kolaydır.
• Bu kaynak makinesiyle çok ince kesitli malzemeler ve teller sorunsuz olarak birleştirilebilir.
• Seramik, cam, termoplastik gibi kalıplanması ve birleştirilmesi zor olan malzemelerin kaynağını mümkün kılar.
• İşçi sağlığı ve iş güvenliği açısından oldukça güvenlidir. Ultrasonik kaynak makinesinde ışın, duman, gaz gibi etkilerin hiçbirisi yoktur.
• Bu kaynak makinesinin çalıştırılma şekli basittir. Ayrıca rahat bir kullanımı vardır.
• Hem üretim verimliliği açısından hem de insan sağlığına zarar vermediği için daha güvenlidir.

Ultrasonik Kaynak Makinesi Nasıl Çalışır?

Ultrasonik kaynak makinesi şebeke cereyanından aldığı 50 hz. elektrik enerjisinin frekansını, güç jeneratöründe 20.000 hz.e yükseltir. Converter de elektrik enerjisi piezoelektrik kristalleri sayesinde mekanik titreşimlere dönüştürür. Titreşimin frekansı hala 20.000 hz’dir. Booster isimli parçası sayesinde titreşimin genliği yapılacak ultrasonik uygulamasına göre artırılır veya azaltılır. Ultrasonik kaynak işleminde en önemli parametrelerden biri titreşimin genliğidir. Çünkü her termoplastik malzemenin erime sıcaklığı ve bünye yapısı farklıdır. Yapılacak olan işleme uygun bir genlik kullanmak yapılacak işin sonucunu değiştirir. İstenilen genliğe ulaştırılan titreşim kaynak kalıbı (Horn) sayesinde, kaynak edilecek plastik parçalar üzerine aktarılır. Basınç altında birbirine saniyede 20.000 kere sürtünen parçaların sürtünen yüzeyleri erime sıcaklığına ulaştığında titreşim kesilir. Basınç altında bir süre daha beklenerek parçaların soğuması sağlanır. Bu toplam süre çoğu uygulamalarda 1saniyeden daha azdır.

Ultrasonik Kaynak Makinesi Kullanım Alanları Nelerdir?

Ultrasonik kaynak makinesi pek çok alanda kullanılır. Bu alanlar aşağıdaki gibidir:

• Otomotiv sektörü
• Ambalaj imalat sektörü
• Kimya sanayi
• Medikal sanayi
• Elektrik ve elektronik sanayi
• Filtre ve arıtma cihazları
• Oyuncak üretim yerleri
• Kırtasiye sektörü
• Tesisat ürünleri üretim yerleri
• Plastik imalat sektörü

Sonuç

Ultrasonik kaynak makinesi kolay kullanımıyla ve çevre dostu olmasıyla çeşitli sektörlerde oldukça rağbet görür. Cep dostu olan bu kaynak makinesi ultrasonik teknolojisinin gelişmesi sonucu ortaya çıkar. Kullanımı giderek yaygınlaşan bu makine hakkında yazdığımız bu yazıyı beğendiyseniz ve faydalı bulduysanız görüşlerinizi bizimle paylaşabilirsiniz.