溶着技術 - 超音波溶着

超音波溶着とは、15 - 50キロヘルツ程度の超音波振動を圧力とともに部材に加え生じる摩擦熱で接合する方法。独特な高周波音が発生する。部材の大きさや材質により周波数や出力を選択する。また、超音波溶着機は、超音波ゲートカットや超音波カッター、樹脂かしめ、金属部材インサートなどにも利用されている。

超音波溶着の原理

超音波溶着の原理

超音波溶着機は「音波」によって樹脂製品を加工(溶着やカシメなど)をするのでは無く、超音波領域の電気信号(電気エネルギー)を基に作られる機械的エネルギー「振動」によって樹脂製品の加工を行います。まず初めに、一般的な50Hz/60Hzの電気信号を超音波発振器に入力します。超音波発振器では、規定の周波数の電気信号(電気エネルギー)に変換します。例えば、20kHzに変換する事が出来る超音波発振器では、20kHzの電気的なエネルギーに変換します。

この電気エネルギーを、圧電素子などで構成されているコンバーター或いはトランスデューサーなどと呼ばれている振動変換子に印加する事で、超音波領域の機械的な振動エネルギーが発生します。この時の振動(振幅)は、20kHzでは僅か20μm程度の微小な振幅の為、その振幅をブースターと呼ばれる振幅変換部品などにより、増幅させます。更にホーンと呼ばれている超音波ヘッド通して、樹脂製品の加工に必要な振動振幅を伝達させます。

樹脂に伝達された振動エネルギーは、樹脂の内部を粗密波として伝達されて、樹脂同志の接触部或いは接触界面で、摩擦発熱を起こして樹脂を溶融させて溶着加工を行います。

超音波溶着の適応応用分野

■自動車内部部品
■血液/輸液バッグ・医療用ポンプ・注射器・マスク
■キルティング・カーテン・紙おむつ
■紙パック・プラスチック容器

■各種エレクトロニクス部品
■インクカートリッジ
■ラミネート/ポリエチレンチューブ
■ケーキカット


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