Hvað er Ultrasonic Welding?

Leiðbeiningar um framleiðslu á lækningahlutum

Ég hef rekið ultrasonic suðuvélar í um tólf ár núna, aðallega á læknalínum. Holleggar, bláæðasett, síuhús-you name it. Fólk spyr mig alltaf hvað úthljóðssuðu sé í raun og veru og ég segi þeim að það sé í rauninni verið að nota hljóð til að bræða plast. Há-tíðni titringur, langt fyrir ofan það sem þú heyrir, myndar núningshita beint við samskeytin. Ekkert lím, engar skrúfur, ekkert rugl.

Hvernig vélin virkar

Fjögur stykki mynda kerfið. Aflgjafinn tekur veggstrauminn þinn og slær hann upp í 20 eða 40 kHz-stundum 15 eða 35 eftir því hvernig þú notar það. Breytir situr ofan á stafla; það er piezoelectric keramik inni sem breyta rafmerki í líkamlega hreyfingu. Booster í miðjunni annað hvort magnar upp eða deyfir þá hreyfingu. Hornið neðst snertir í raun þinn hluta.

Flestar búðir sem ég hef unnið í keyra 20 kHz fyrir stærri hluta. Þegar þú ert að gera pínulítil tengi eða þunnt-veggdót er 40 kHz betra-minni kraftur, mildari fyrir viðkvæma rúmfræði. Branson, Dukane, Herrmann-þeir búa allir til traustan búnað. Veldu einn og haltu þér við það, heiðarlega. Námsferillinn er nógu brött án þess að skipta um vettvang.

Hluti fer í festinguna, hornið kemur niður. Vél ræsir á forstilltum krafti eða stöðu. Titringur byrjar. Orka safnast saman við samskeyti þar sem þú ert með orkustjórann þinn eða klippiliða. Plast bráðnar á sekúndubroti. Horn heldur þrýstingi á meðan efnið kólnar. Búið. Dragðu prófaðu það, farðu yfir í næsta.

Ferli færibreytur

Magnið skiptir meira máli en fólk gerir sér grein fyrir. Það er hámarks-til-hámarkshreyfingin á hornhliðinni, mæld í míkronum. Venjulega 20-100 míkron eftir efni og samskeyti. Ég hef séð stráka sveifla amplitude til að laga veika suðu þegar þeir hefðu átt að skoða rúmfræði orkustjórans síns. Hærri amplitude hellir meiri orku inn í hlutinn, vissulega, en það er líka hætta á að hann brenni eða merkist.

Suðutími á lækningahlutum er stuttur. Fjórðungs sekúndu, hálf sekúnda. Kannski heila sekúnda á stórum klippiliða. Lengri en það og þú ert líklega að gera eitthvað rangt-annaðhvort þarf sameiginleg hönnun þín að vinna eða efnið þitt er ekki rétt fyrir ultrasonic. Ég hef séð fólk keyra tvær-sekúndna suðu til að reyna að bjarga slæmri verkfærahönnun. Endar ekki vel.

Hold tími heldur þrýstingi á meðan plastið setur sig upp. Hálfur suðutíminn þinn er ágætis upphafspunktur. Skerið það of stutt á nylon eða PP og samskeytin togar í sundur vegna þess að kristallaða uppbyggingin hefur ekki enn læst sig.

Afl er erfiðara en það hljómar. Ekki nóg og hornið skoppar, gefur þér ósamkvæma snertingu. Of mikið og þú ert að kremja orkustjórann áður en hann hefur tækifæri til að bráðna almennilega. Ég byrja venjulega á um 200-400 N fyrir smærri lækningahluta og hringi þaðan inn.

Efnisval

Formlaust plastefni

ABS er auðveldasta efni til að suða. Tímabil. Góð orkuflutningur, breiður ferligluggi, fyrirgefur margar syndir. Ef þú ert að búa til frumgerð eða kenna einhverjum ferlið skaltu byrja á ABS. Pólýkarbónat suðu líka vel en passaðu þig á afgangsálagi frá mótun-Tölvan elskar að sprunga á streitustigum þegar þú slærð í hana með úthljóðsorku. Lenti af greiningarhúsum sprunga í hvert skipti þar til við raktum það aftur til hliðarstaðarins.

Pólýstýren og akrýl haga sér fallega. CYROLITE kemur mikið fyrir í IV tengjum og blóð-snertiforritum. Formlaus efni mýkjast smám saman á hitastigi, sem er nákvæmlega það sem þú vilt. Bræðslan flæðir, bleytir samskeyti yfirborðið, keðjur dreifast yfir viðmótið. Hreinsar suðu.

Hákristallað plast

Nú erum við komin inn á hið erfiða svæði. Pólýprópýlen, nylon, asetal, pólýetýlen-allt hálfkristallað. Þeir hafa pantað sameindasvæði sem dreifa ultrasonic orku í stað þess að senda hana. Skarpt bræðslumark þýðir að efnið fer úr föstu formi í fljótandi fljótt og þéttir síðan strax hitafallið. Mjög lítill vinnutími.

PP og PE eru alls staðar í læknisfræðilegum-sprautum, ílátum, lokum. Þeir suða, en þú þarft meiri amplitude, nálægt -sviðsuppsetningu (horn nálægt samskeyti) og klippu samskeyti fyrir allt sem krefst loftþéttu innsigli. Orkustjórar einir og sér munu ekki skera það fyrir leka-þéttar PP samsetningar. Ég hef séð of marga reyna.

Nylon gleypir vatn eins og svampur. Hlutar sem liggja á hillunni í viku munu suða öðruvísi en hlutar sem eru nýkomnir af mótunarvélinni. Raki sýður við 100 gráður á meðan á suðuferlinu stendur og skapar grop í samskeyti. Þurrkaðu nylonið þitt eða soðið það hratt.

Flýtivísun

Um blöndun efna

Fólk spyr um suðu á ólíku plasti. Stutt svar: að mestu nei. ABS við PC virkar vegna þess að þau eru efnafræðilega samhæf-þess vegna eru PC/ABS blöndur til. Bræðsluhitastig þarf að vera innan við 40 gráður F frá hvort öðru. PP til PE? Gleymdu því. Ég veit að þau eru bæði pólýólefín en þau tengjast ekki.

Glerfylling breytir hlutunum. Allt að 20% hjálpar venjulega-stífara efni að senda orku betur. Yfir 30% og það er ekki nóg fjölliða við samskeyti til að gera almennilega suðu. Logavarnarefni eru vandræði. Smurefni á yfirborðinu eru verri. Átti einu sinni mengunarvandamál sem rakið var til losunar úr kísillmóti á hlutum birgja. Tók þrjá daga að átta sig á því.

Sameiginleg hönnun

Allt í ultrasonic suðu kemur niður á samskeyti. Slæmar samskeyti logast ekki, punktur. Þú getur fínstillt breytur allan daginn og það mun ekki laga í grundvallaratriðum gölluðu rúmfræði.

Orkumálastjórar

Venjulegur orkustjóri er þríhyrningslaga hryggur mótaður í eitt mótflöt. Punktur þríhyrningsins snertir flata andstæða flötinn. Lítið snertiflötur þýðir háan orkustyrk. Plast bráðnar hratt, flæðir út til að fylla samskeytin . 90 gráðu innifalið horn fyrir myndlaust efni . 60 gráðu fyrir hálfkristallaðan- skarpari punktur bætir upp fyrir hraðari storknun.

Hæð er venjulega 0,5 til 1,0 mm. Minni hlutar, minni ED. Grunnbreiddin passar við hæðina fyrir 90 gráðu leikstjóra. Eitt sem ég sé stöðugt: mygluslit slítur orkustjórann með tímanum. Nýtt verkfæri gerir frábærar suðu. Sex mánuðum síðar eru suðu veik. Athugaðu ED rúmfræði þína þegar það gerist.

Skref og tunga-og-gróf

Skref liður bætir jöfnun. Annar hluti er með upphækkuðu þrepi, hinn samsvörun. ED situr á þrepinu. Hlutar sjálf-staðsetja. Flash fer inn í úthreinsun í stað þess að vera utan. Gott fyrir snyrtivörur þar sem þú vilt ekki sjáanlegar suðulínur.

Tunga-og-gróp tekur það lengra með útstæðri tungu sem passar inn í gróp. Inniheldur flass á báðum hliðum. Gallinn er þrengri verkfæravik-jöfn úthreinsun á báðum hliðum tungunnar er erfitt að halda í mótinu.

Skurliðamót

Skursamskeyti eru ekki-viðsemjanleg fyrir loftþéttar þéttingar á hálfkristalluðum hlutum. Tveir veggir með smá truflun renna framhjá hvor öðrum við suðu. Veggirnir bráðna þegar þeir sjónauka saman. Stöðug smurverkun útilokar tómarúm og lekaleiðir.

Suðutímar eru 3-4x lengri en ED samskeyti. Meira efni bráðnun, meiri orka þarf. Truflun er venjulega 0,2-0,4 mm á hlið. Of laus og þú færð ekki fulla bræðslu. Of þétt og hlutar munu ekki setjast saman fyrir suðu. Málstýring skiptir máli.

Síuhús, vökvageymir, allt sem heldur þrýstingi-klippiliða. Ég hef aldrei fengið áreiðanlega loftþétta innsigli á PP með orkustjóra einum. Sumir halda því fram að þeir hafi gert það. Ég hef ekki séð það haldast í framleiðslu.

Umsóknir í læknisfræði

IV sett eru brauðið og smjörið. Driphólf, tengi, broddar, portar-allt soðið. Engin lím þýðir engar áhyggjur af lífsamrýmanleika varðandi útskolun eða leifar. Eitt IV sett gæti verið með fjórum eða fimm soðnum samskeytum. Háhraða snúningskerfi geta keyrt þúsundir á klukkustund.

Síun er gríðarleg. Blóðsíur, skilunarhylki, öndunarsíur. Himna fellur inn í húsið. Weld lokar jaðrinum án þess að skemma síumiðilinn. Allir lekaleiðir og sían er gagnslaus-hjáleiðir vökva í stað þess að fara í gegnum. Skursamskeyti, 100% skoðun, vinnslugeturannsóknir. FDA klúðrar ekki þessu efni.

Afhending lyfja heldur áfram að aukast. Insúlínpennar, sjálfvirkar-sprautur, innöndunartæki. Margar undireiningar á hvert tæki. Notanlegir plástrar með þunnum himnuþéttingum-þar sem snúningssuðukerfi skína. Venjulegur línulegur titringur getur stungið þunnar filmur. Lárétt sveiflumynstur snúningseininga er mildara.

Greiningarhylki ganga hratt. Prófunarræmur, sýnisglas, hvarfefnisholur. Hringtímar undir sekúndu. Staðsetning er mikilvæg vegna þess að þessir hlutar eru örsmáir og vikmörk eru lítil. Meðhöndlun vélfæra fóðrar hluta til sérstakra suðustöðva.

Gæða- og ferlieftirlit

Nútíma suðumenn skrá allt. Raunverulegur suðutími, afhent orka, hámarksafl, hrunfjarlægð. Settu upp mörkin þín og vélin flaggar hvað sem er fyrir utan gluggann. Við keyrum SPC töflur á öllum mikilvægum liðum. Náðu í þróun áður en hún verður höfnun.

Togprófun staðfestir suðuna. Togprófunarbúnaður grípa hlutinn og mæla brotkraft. Keyrðu sýni við upphaf vakt, reglulega alla framleiðslu, lok vakt. Sprengjuprófun fyrir þrýstings-haldasamstæður-fylltu það upp, aukið þrýstinginn þar til það mistekst, skráðu hvar og við hvaða PSI.

Þverskurðir- segja þér hvað er að gerast innan liðsins. Festið það í epoxý, skerið í gegnum suðuna, pússað yfirborðið, lítið undir stækkun. Algjör bráðnun og flæði lítur út einsleitt. Ófullnægjandi samruni sýnir sýnilegt viðmót. Porosity þýðir raki eða mengun. Gerðu þetta meðan á þróun stendur til að hámarka færibreytur. Gerðu það reglulega í framleiðslu til að sannreyna.

Úrræðaleit

Veikar suðu

Það fyrsta sem ég athuga er rúmfræði orkustjórans. Gríptu hluta, skoðaðu hann með stækkun. Er oddurinn skarpur eða hefur hann rúnað af? Slitin mót ná af ED og enginn tekur eftir því fyrr en tölur um dráttarpróf lækka.

Í öðru lagi er snerting við horn. Ójöfn snerting þýðir ójafn orkugjöf. Misskipting setur alla orku á aðra hlið liðsins. Leitaðu að vottamerkjum á hlutanum-þau munu segja þér hvar hornið snertir í raun og veru.

Í þriðja lagi er efnislotuafbrigði. Ný lota af plastefni, suðufæribreytur sem virkuðu í gær virka ekki í dag. Endurmalað í blöndunni breytir flæðieiginleikum. Var einu sinni brenndur á þessu þegar birgir byrjaði að bæta við 15% endurmala án þess að segja okkur það.

Tímasetning milli mótunar og suðu skiptir líka máli. Heitir hlutar sem eru nýkomnir af vélinni hegða sér öðruvísi en kaldir hlutar sem liggja í rusli yfir nótt. Staðlaðu það eða aðlagaðu það.

Flash vandamál

Of mikið flass þýðir venjulega of mikla orku. Slepptu amplitude fyrst. Síðan suðutími. Síðan afl. Ein breyta í einu eða þú munt aldrei finna út hvað raunverulega lagaði það.

Sameiginleg hönnun getur líka hjálpað. Flash gildrur-lítil skarð í kringum suðu jaðarinn-fangar tilfært efni. Skrefliðamót fela leiftur í úthreinsunarbilinu. Innbyggðar-lausnir slá við að reyna að laga þær með breytum.

Sprungur og hlutaskemmdir

PC sprungur við álagsstyrk. Skörp horn, hliðarleifar, mótaðar-í streitu frá kælihalla-allar hugsanlegar sprungustöðvar. Stundum er lagfæringin að breyta mótunarbreytum, ekki suðubreytum.

Kaldir hlutar eru brothættir. Vöruhús fer í 50 gráður á F á veturna, hlutar koma inn kaldir, þeir sprunga í stað þess að bráðna. Leyfðu þeim að hita upp eða settu hitara í línuna á undan suðuvélinni.

Hornmerki á snyrtiflötum? Minnkaðu kveikjukraftinn, pússaðu hornið eða settu þunnt Mylar-filmu á milli hornsins og hlutans. Kvikmyndin tekur misnotkunina í stað plastsins.

Viðhald búnaðar

Horn ástand er allt. Sprungur, gryfjur, slit rifur-allt hafa áhrif á orkuflutning. Sjónskoðun daglega, viðnámsskoðun vikulega. Sprungið horn hljómar öðruvísi þegar það keyrir-þú heyrir það breytast. Skiptu út áður en það mistekst hörmulega. Ég hef séð sprungin horn skemma breytir og það er dýr viðgerð.

Breytir rýrna með tímanum. Piezo keramik tapar skilvirkni. Framleiðsla lækkar nógu smám saman að þú tekur ekki eftir því fyrr en suðu byrja að bila. Reglubundnar framleiðslumælingar ná lækkuninni. Skiptu um á áætlun frekar en að bíða eftir bilun.

Innréttingar slitnar. Hlutar sitja á sömu stöðum, plast nuddist við málm, mál reka. Athugaðu reglulega gegn teikningum. Endurbyggja eða skipta út þegar vikmörk opnast. Slitinn festingur breytir stöðu hluta, sem breytir gæðum suðu, og þú munt elta draugavandamál ef þú nærð því ekki.

Reglugerðar athugasemdir

ISO 13485 nær yfir gæðastjórnun fyrir lækningatæki. Ferlastaðfesting-IQ, OQ, PQ- sýnir fram á að suðuaðgerðin þín skilar stöðugt viðunandi vöru. Skjalaðu allt. Breytingarstýring á við um breytur, verkfæri, efni. Breyttu einu án viðeigandi skjala og þú ert með ósamræmi.

Ultrasonic suðu virkar vel í hreinum herbergjum. Engar gufur, lágmarks agnir, engin fljótandi lím sem leka eða skvetta. Búnaður fellur auðveldlega inn í stjórnað umhverfi. Haltu bara viðhaldsáætluninni og mengaðu ekki hluta með vélfeiti eða skurðarolíu.

Skilnaðarhugsanir

Veldu fyrst efni út frá umsókninni. Finndu síðan út hvort það suðu. ABS og PC gefa þér breiðasta vinnslugluggann. PP og nylon þurfa meiri athygli en það er hægt. Skursamskeyti fyrir loftþéttar þéttingar á hálfkristalluðum efnum. Orkustjórar fyrir flest allt annað.

Fáðu sameiginlega hönnun þína rétt áður en þú kaupir verkfærin. Það er dýrt og pirrandi að laga slæma samskeyti eftir að mótið er skorið. Sendu sýnishornshluta til búnaðarbirgða fyrir suðuprófanir. Þeir gera þetta allan daginn-leyfa þeim að hjálpa þér að finna réttu færibreyturnar.

Flest vandamál rekja til grunnþáttanna: stærð hluta, samkvæmni efnis, ástand búnaðar. Glæsileg eftirlitskerfi munu ekki hjálpa ef orkustjórinn þinn er rúnnaður eða innréttingin þín er slitin. Lærðu grunnatriðin og restin kemur á eftir.