Por que a frequência dos moldes ultrassônicos diminui com o aumento da temperatura

Por que a frequência dos moldes ultrassônicos diminui com o aumento da temperatura

Algumas pessoas encontram um problema ao usar equipamento de ultrassom: durante o uso prolongado do ultrassom, a temperatura também aumentará e a frequência diminuirá. Em uma determinada temperatura, a frequência excederá a faixa de uso, causando danos ao molde e rachaduras. Abaixo, analisaremos as razões para esse fenômeno a partir das propriedades dos moldes ultrassônicos.

Das propriedades dos moldes ultrassônicos, pode-se saber que os moldes ultrassônicos são diferentes dos moldes de injeção ou outros moldes de metal. A principal função dos moldes de injeção em peças de borracha é imitar a forma, para que o plástico possa ser formado. Os moldes ultrassônicos são um dispositivo acústico, e sua principal função é transferir energia. A seguir está a ordem de transferência de energia ultrassônica:

Por que a frequência dos moldes ultrassônicos diminui com o aumento da temperatura (Figura 1)

1. Transfira a energia da rede elétrica de 220 V 50 Hz para o gerador ultrassônico.

2. O gerador ultrassônico converte a rede elétrica de 220 V 50 Hz em energia elétrica nas frequências de 15 KHZ, 20 KHZ e 35 KHZ.

3. A energia elétrica de alta frequência é transmitida através de linhas de alta tensão para transdutores, que a convertem em energia mecânica da mesma frequência.

4. A energia mecânica é transmitida através do modulador de amplitude e do molde superior, atingindo finalmente a superfície de fusão da peça adesiva.

A partir da sequência de transferência de energia ultrassônica, pode-se ver que o molde superior obtém energia mecânica, que é vibração. A frequência de vibração é influenciada pelo material, altura da cabeça de soldagem e formato. A maior parte da geração de calor é devido à vibração de alta frequência da cabeça de soldagem e ao atrito do ar.

Uma das razões para a diminuição da frequência causada pelo aquecimento da cabeça de soldagem é devido à expansão e contração térmicas. A expansão e contração térmicas fazem com que o espaçamento molecular da cabeça de soldagem aumente, resultando em uma distância maior necessária para vibração e uma diminuição da frequência.

No início, a expansão e contração térmicas ocorrem quando a temperatura da cabeça de soldagem aumenta rapidamente, e a frequência da cabeça de soldagem também diminui rapidamente. No entanto, em situações práticas, a frequência da cabeça de soldagem diminui lentamente porque a temperatura também afeta a frequência do movimento molecular. Quanto maior a temperatura, mais rápida será a frequência do movimento molecular. Os dois se cancelam, reduzindo muito a vida útil das moléculas da própria cabeça de soldagem, resultando em rachaduras que ocorrem facilmente na posição frágil da cabeça de soldagem sob aplicação de alta temperatura e, portanto, sendo descartadas.

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