در قالبگیری ریز{0}}تراکمی، هل دادن یک پلیمر مذاب به ویژگیهای زیر- میلیمتری میتواند به فشارهای بالایی نیاز داشته باشد که بر ابزار فشار وارد میکند. اکنون، یک مبدل اولتراسونیک ادغام شده در صفحه گرم شده، پلیمر مذاب را می لرزاند-و ویسکوزیته موثر آن را کاهش می دهد، بنابراین مانند آب در هر شکاف کوچکی جریان می یابد. این تکنیک نوظهور فشرده سازی حرارتی سنتی را با انرژی مکانیکی ترکیب می کند تا جریان پلیمر و وفاداری قطعه را افزایش دهد.
مکانیسم-صفحات گرمایشی با کمک التراسونیک
یک سونوترود اولتراسونیک همراه با صفحه، ارتعاشات مکانیکی با فرکانس{0} بالا، معمولاً در محدوده 20 تا 40 کیلوهرتز ایجاد میکند، که مستقیماً به ابزار و پلیمر مذاب منتقل میشود. صفحه با فرکانسی زمزمه می کند که باعث می شود پلیمرها آزادتر کار کنند و به طور موقت ویسکوزیته مذاب را بدون تغییر در ساختار مولکولی کاهش می دهد.
انرژی صوتی خیس شدن سطح قالب را بهبود می بخشد، به آزاد شدن هوا کمک می کند و به پلیمر اجازه می دهد تا ویژگی های میکرو{0}} را در فشارهای پایین تر پر کند. نیروهای گیره کمتر تنش مکانیکی روی ابزار را کاهش داده و تخریب حرارتی پلیمر را به حداقل می رساند. هنگامی که حفره قالب پر می شود، ارتعاشات اولتراسونیک متوقف می شود و قطعه تحت حرارت و فشار استاندارد خنک می شود تا ثبات ابعادی حاصل شود.
ملاحظات طراحی
مهندسی یک سیستم قالب گیری فشاری صفحه گرمایش ارتعاش اولتراسونیک مطمئن نیاز به توجه دقیق به جفت بین مبدل و صفحه دارد. اجزای اولتراسونیک باید در برابر دماهای بالا، چرخه های مکرر و تنش های مکانیکی بدون تخریب مقاومت کنند. سطح توان اولتراسونیک معمولی نسبتاً کم است، معمولاً چند صد وات، برای تأثیرگذاری بر پلیمر در قسمت جلویی جریان در حالی که مواد حجیم را بدون تأثیر می گذارد، کافی است.
مزایای کمک لرزش اولتراسونیک
زمان چرخه سریعتر: کاهش ویسکوزیته پر شدن قالب را تسریع می کند و زمان کلی تولید را کاهش می دهد.
تکرار ویژگی های پیشرفته: ساختارهای مقیاس میکرو-و جزئیات سطح ظریف با دقت بیشتری بازتولید می شوند.
مصرف انرژی کمتر: کاهش فشار گیره و چرخه های کوتاه تر منجر به راندمان عملیاتی می شود.
تنوع برنامه: اپتیکهای دقیق، دستگاههای میکروسیال، و قالبگیری میکرو{0}}پزشکی ذینفعان اصلی هستند.
این فناوری به پلیمرها اجازه میدهد تا به طور یکنواختتر در حفرههای پیچیده جریان پیدا کنند و در عین حال نقصهایی مانند فضاهای خالی، شاتهای کوتاه یا بینظمیهای سطحی را به حداقل میرسانند.
چشم انداز آینده
صفحات گرمایش با کمک اولتراسونیک با استفاده از امواج صوتی برای دستکاری جریان پلیمر، قالبگیری فشردهسازی را تغییر میدهند. این رویکرد با کاهش موقت ویسکوزیته و بهبود خیس شدن، تولید-قطعات کوچکتر و دقیقتر را با انرژی و استرس مواد کمتر امکانپذیر میسازد. توسعه سیستمهای مافوق صوت با دمای{4} قوی، احتمالاً پذیرش آن را در بخشهای تولیدی پیشرفته گسترش خواهد داد.
آینده قالبگیری فشردهسازی پلیمری نه تنها داغتر به نظر میرسد، بلکه به نظر میرسد، زیرا انرژی مافوق صوت به ابزاری استاندارد برای کنترل رفتار مواد در مقیاس میکرو- تبدیل میشود.
