在現代工業(yè)生產(chǎn)中,切割技術(shù)日新月異,而
超聲波切割設備憑借其優(yōu)勢,正逐漸成為眾多行業(yè)的切割新寵。它究竟是如何利用超聲波能量實(shí)現高效切割的呢?
超聲波切割設備的工作原理基于超聲波的特性和機械振動(dòng)的傳導。超聲波是指頻率超過(guò)20kHz的聲波,其在空氣中傳播速度快且能量高。該設備主要由發(fā)生器、振動(dòng)系統(包括換能器和振動(dòng)裝置)和刀具組成。發(fā)生器作為核心部件,產(chǎn)生高頻電信號并將其轉換為超聲波振動(dòng)。這一過(guò)程如同為切割注入了強大的能量源泉,驅動(dòng)著(zhù)整個(gè)切割動(dòng)作。

當設備啟動(dòng)時(shí),發(fā)生器產(chǎn)生的高頻電信號通過(guò)振動(dòng)系統傳導至刀具。換能器在接收到高頻電信號后,因壓電效應產(chǎn)生機械振動(dòng),這種振動(dòng)經(jīng)由振動(dòng)裝置傳遞到刀具上,使刀具快速振動(dòng)起來(lái)。刀具的振動(dòng)頻率比可聽(tīng)區域(20kHz以下)高,屬于超聲波范疇,人耳通常無(wú)法聽(tīng)到,但耳朵好的人有時(shí)會(huì )聽(tīng)到“吱~”的高音。
以刀具式超聲波切割機為例,其將超聲波加載到切割刀具上,讓刀具產(chǎn)生超聲波振動(dòng),從而對材料進(jìn)行切割。這種方式適用于生膠分切、管子切割、凍肉、糖果、巧克力切割等多種場(chǎng)景。而砧板式超聲波切割機則把超聲波振動(dòng)加載到切割底模上,底模如同砧板般產(chǎn)生超聲波振動(dòng),此時(shí)使用普通刀具就能達到切割效果。
在切割過(guò)程中,刀具的高頻振動(dòng)使其產(chǎn)生高頻高能量的超聲波。這些超聲波能夠穿透材料,深入材料內部并產(chǎn)生剪切力。在巨大超聲波能量的作用下,材料的切割部位瞬間軟化、熔化,強度大幅下降。如此一來(lái),只需施加很小的力量,就能順利切割材料,就像熱刀劃過(guò)黃油一般輕松。
與傳統的切割方式相比,超聲波切割設備具有諸多顯著(zhù)優(yōu)勢。它無(wú)需鋒利的刀刃,降低了切割時(shí)的阻力,有效保護刀具,延長(cháng)其使用壽命。同時(shí),由于切割時(shí)不會(huì )產(chǎn)生切屑,所以是一種環(huán)保的切割方法,避免了切屑飛濺對操作環(huán)境造成的污染。并且,它在切割過(guò)程中不會(huì )使材料產(chǎn)生過(guò)多的熱量,減少了因高溫導致的材料變形等問(wèn)題,確保切割精度和質(zhì)量。