产品结构设计·塑胶件产品超声波结构设计

首先，我们一定要真正弄清焊接的原理，只有这样，才能设计出好的焊接结构，才能在这种结构上成为真正的工程师，不然你的所谓经验和资料，都将成为你的绊脚石。

焊接的原理：

几乎所有的焊接，都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动，使它们相互扩散，相互缠结。达到相互连接的目的。

比如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦，将机械能转化为热能，热能将两焊接面的分子溶解，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白，焊接就是一个让分子相互缠结的过程。

由上图我们就可以看出超声波焊接的原理：

①超声装备工作原理：

输入低频电→通过电源箱变频，转换成高频电输出→通过边变压器装置将高电频信号转换成机械振动→通过振幅变压器整合振幅→输出能量，将焊头引至高频振动→焊头将塑胶零件高频摩擦，产生热能使塑胶熔化→风压装置同时下压运动，将两零件融合在一起然后冷却，达到粘结的目的。

②超声装备各部件基本参数：

通过电源箱变频后，其输出频率通常20~50kHZ之间，(20kHZ最常用)其振幅通常在15~60um。也有时候会将其频率调成15kHZ.这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料，如大型的PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后，超声会立即停止，通常这个超声过程会在0.5~1.5S内完成。

超声波焊接头设计

对于像ABS ,PC,HIPS等易于超声熔接焊的塑胶，其接头形式通常设计成以下几种

方案一

像这种接头的设计是不适合用来做超声熔接焊接的，它需要很长的焊接时间，很大的焊接能量，而且焊完后周边还有熔胶会溢出，影响产品外观。

方案二

如上图改进后的超声线设计，通常我们做成一条三角形的小骨，这样会减小焊接能量和时间，(在学术界用专业的语言来讲，这种小三角骨称为能量导向器)但是仍然会有小部分溢料，影响外观。

方案三

通常为了防止溢胶影响外观，我们要做成如左图形式，将超声线做在止口内，防止塑胶熔体溢出。

方案四

当产品壁厚不够，不能做止口结构时，为了防止塑胶熔体溢出影响外观，通常我们将产品结构做成如左图，做一个溢料收集器来防止不不良现像

方案五

有经验的设计师应该都知道，没有美工线的产品在装配变形后极易引起上下盖错位，从而导致刮手。超声也是一样，也有错位的机率，为了防止有刮手现像，最好还是做一点美工线在上面。