超音波溶接とは何ですか？

超音波溶接は、2片のプラスチックまたは金属を高周波音響振動によりシームレスに結合する工業技術です。 溶接する1つのコンポーネントを固定アンビルに配置し、2番目のコンポーネントを上部に配置します。 トランスデューサーに接続されたエクステンション（「ホーン」）が上部コンポーネントまで下げられ、非常に高速（〜20,000 KHz）の低振幅音響振動が小さな溶接ゾーンに加えられます。 音響エネルギーは摩擦により熱エネルギーに変換され、部品は1秒未満で溶接されます。

超音波溶接は、2つの部品を結合するために接続ボルト、釘、はんだ付け材料、または接着剤が必要ないという点で独特です。 これにより、製造コストが大幅に節約され、外観が重要な製品ドメインに視覚的に魅力的な（つまり、目立たない）継ぎ目が作成されます。 超音波溶接は大部分が自動化されたプロセスであるため、技術者が行う必要があるのは、レバーを引くだけで溶接が完了します。 超音波溶接の欠点は、時計、カセット、プラスチック製品、おもちゃ、医療用具、包装などの小さな部品にのみ適用されることです。 たとえば、自動車のシャシーを超音波溶接で組み立てることはできません。これは、より大きな部品の溶接に伴うエネルギーが非常に大きいためです。

超音波溶接の技術は90年代初頭に登場し、それ以来急速な発展を続けています。 技術が向上するにつれて、この技術を使用して結合できる材料の範囲が広がります。 材料特性により部品から部品への音響エネルギーの効率的な伝達が可能であったため、最初は非柔軟性のプラスチックのみを溶接できました。 現在、大量の音響エネルギーを溶接ゾーンに適用できるため、半結晶性プラスチックなどの剛性の低いプラスチックを溶接できます。 技術が成熟し、より汎用性が高くなるにつれて、材料を結合するための歴史的な手法の大規模なクラスが廃止される可能性があります。