변화하는 요구에 적응하는 진동 용접

많은 자동차 엔지니어들은 소음, 진동, 충격(NVH) 문제로 인해 악몽을 꾸고 있습니다. 아이러니하게도 이러한 해충 중 하나인 진동은 다양한 유형의 플라스틱 자동차 부품을 조립하는 데 널리 사용됩니다.

초음파 용접의 사촌격인 진동 용접은 많은 장점이 있기 때문에 널리 사용되는 조립 공정입니다. 유사하거나 다른 열가소성 수지를 결합할 수 있습니다. 진동 용접은 블로우 성형, 사출 성형, 3D 프린팅 등 다양한 방식으로 생산된 부품을 조립할 수도 있습니다.

또한 진동 용접은 복잡한 형상의 대형 부품을 용접할 수 있습니다. 대형 플라스틱 부품을 접합하는 과정은 비교적 빠릅니다. 그리고 열을 가하기 전에 압력을 가하기 때문에 어느 정도의 부품 변형을 수용할 수 있습니다.

진동 용접기는 다양한 유형의 나일론, 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리프로필렌을 포함한 거의 모든 열가소성 수지를 접합할 수 있습니다. 50년 된 접합 공정에서는 첨가제, 착색제, 충전재 및 오염물질도 허용됩니다.

오늘날 대부분의 진동 용접기는 전기 서보 및 선형 전자기 구동 시스템을 사용합니다. 서보 작동은 유지 관리를 줄이고 가동 시간을 늘리며 유압 기계보다 30% 이상 적은 에너지를 사용합니다.

Telsonic Ultrasonics Inc.의 영업 및 마케팅 담당 부사장인 Phil Sandow는 "선형 진동 용접은 압력을 가하여 두 부품 중 하나를 수평으로 물리적으로 이동시켜 부품을 녹이고 용접하는 표면 마찰을 통해 열을 생성합니다."라고 말합니다. 고주파 및 저주파 진동 용접기.

"초음파 용접에 비해 진동 용접은 훨씬 더 낮은 주파수, 더 높은 진폭 및 훨씬 더 큰 조임력에서 작동하여 넓은 밀봉 용접 영역을 생성합니다"라고 Sandow는 설명합니다. "전자기 헤드는 베어링 표면과 관련된 마모 및 윤활을 제거합니다. 전기 서보를 사용하면 용해 중에 압력을 제어하고 더 엄격한 공차를 달성할 수 있습니다."

진동 용접은 광범위한 부품 형상 및 재료에 적용할 수 있는 확립된 조립 공정이므로 자동차부터 세탁기까지 모든 부품에 사용되는 부품을 생산하는 데 이상적입니다.

EWI의 폴리머 접합 수석 엔지니어인 Miranda Marcus는 "진동 용접의 주요 장점 중 하나는 매우 큰 부품에 사용할 수 있다는 것입니다."라고 말합니다. "최대 6피트 길이의 부품을 접합할 수 있습니다. 이에 비해 초음파 용접은 일반적으로 약 12인치 평방[큐브 크기]으로 제한되며, 이 경우에도 연속 용접이 제공되지 않습니다.

Marcus는 "용접할 수 있는 부품 크기의 유일한 제한은 더 큰 기계를 제작하는 데 따른 비용 효율성입니다."라고 설명합니다. "현재 제조된 장비의 한계는 5~6피트입니다. 진동 용접으로 이점을 얻을 수 있는 2x5피트보다 큰 플라스틱 조립품이 거의 없기 때문에 현재로서는 더 큰 건물을 지을 재정적 인센티브가 없습니다.

"핫플레이트, 레이저 용접, 적외선 용접 등 다른 많은 공정에서도 대형 부품을 용접할 수 있지만 진동 용접은 일반적으로 훨씬 빠릅니다."라고 Marcus는 지적합니다. "부정적인 측면으로는 미립자(플라스틱 먼지)를 생성하는 경향이 있는데 이는 일부 응용 분야에서는 허용되지 않습니다. 또한 진동 용접에는 핫 플레이트, 레이저 및 적외선 용접보다 더 평평한 표면이 필요합니다."

진동 용접의 평균 용접 시간은 10~15초이고 유지 시간은 약 15초입니다. Marcus에 따르면 핫 플레이트, 적외선 등 대략 동일한 크기의 부품을 용접할 수 있는 조립 공정의 전체 사이클 시간은 45초 이상입니다. 레이저 용접은 진동 용접만큼 빠르지만, 대형 부품의 경우 비용이 훨씬 더 높습니다.

"진동 용접은 상당히 견고하고 표면 마찰 계수가 높은 재료에 가장 잘 작동합니다"라고 Marcus는 말합니다. "예에는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌, 폴리아미드, 폴리카보네이트 및 폴리부타디엔 테레프탈레이트가 포함됩니다. 폴리프로필렌은 부품의 벽이 두꺼운 경우나 유리 충전재를 추가하는 경우 진동 용접이 잘 될 수 있습니다.