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普遍應(yīng)用于輕型結(jié)構(gòu)的切割工藝
現(xiàn)如今，許多行業(yè)都將減重作為創(chuàng)新驅(qū)動力。主要包括汽車技術(shù)、航空航天 技術(shù)以及醫(yī)療技術(shù)。超聲波切割為輕型結(jié)構(gòu)中使用日益增多的材料的加工提 供了良好的前提條件。如今，通過可更換式刀刃能夠?qū)崿F(xiàn)不同材料的有效切 割，例如玻璃纖維或碳纖維織物、凱夫拉、發(fā)泡材料、皮革、人造皮革、橡 膠、厚紙板或紙張。
超聲波的波頻超出聽閾，大約 20 kHz 以上。切割所使用的頻率在 20 kHz 至 30 kHz 范圍內(nèi)。由一個使刀刃以高頻振動的壓電換能器產(chǎn)生超聲波，在共 振中效果極強，同時所需功率較小。因此，在環(huán)境的熱負荷較低時，切出的 切片十分整潔。根本無需擔(dān)心刀刃上粘附產(chǎn)品。此外，此工藝還具有其它優(yōu) 勢，因此特別適合輕型結(jié)構(gòu)中所使用材料的切割。 一項在切割方面占有優(yōu)勢的工藝 因此，與機械銑削相比，超聲波切割不會產(chǎn)生任何材料損耗。沒有碎屑；切 割邊緣光滑干凈，因此無需進行修整。在進行水流切割等操作時無需使用切 割介質(zhì)。切割物也會保持干燥整潔。切割深度可任意調(diào)整 (Scoring)，除此之 外，超聲波切割的噪音也小。無需采取任何防噪音保護措施。此外，與激光 切割不同的是，切割物的表面無法滿足特殊質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)；不會形成燒焦的 切割邊緣或燃燒氣體。由于與其它工藝相比，其購置和運行成本極低，因此 超聲波切割成為了眾多輕型結(jié)構(gòu)應(yīng)用所需的實用型工藝。 作為超聲波技術(shù)領(lǐng)域的開路先鋒，Telsonic AG 在五十年前便已經(jīng)開始在世界 范圍內(nèi)研發(fā)和銷售一系列適用的超聲波解決方案。其中也包括超聲波切割系 統(tǒng)，其效果已在實際應(yīng)用中得到有效證明，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、車身制 造、機械制造、包裝、紡織和消費品行業(yè)等領(lǐng)域。這一高效靈活的系統(tǒng)是專 門為自動化生產(chǎn)線、特殊設(shè)備和機器人系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用而設(shè)計的。除此以外， 也可以為應(yīng)用實驗室裝備此系統(tǒng)，以便進行基礎(chǔ)研究和切割嘗試。
模塊化結(jié)構(gòu)提高了靈活性 切割系統(tǒng)為模塊化結(jié)構(gòu)，因此可以良好適應(yīng)各種應(yīng)用：產(chǎn)生超聲波的電箱專為能夠安裝在開關(guān)柜內(nèi)而設(shè) 計，負責(zé)與設(shè)備控制系統(tǒng)進行通訊。通常由 MAG 電箱驅(qū)動切割系統(tǒng)，通過 I/O 即可極其簡易地操控電 箱。MAG 電箱專門用來解決特殊設(shè)備和生產(chǎn)線中的復(fù)雜切割任務(wù)，支持幾乎所有常用的現(xiàn)場總線接口 （Ethernet/IP、EtherCAT、ProfiNet、Profibus、Sercos III、Powerlink 和 Modbus RTU）�？刂葡到y(tǒng)編程人 員可以使用一個含有功能模塊和編程實例的軟件開發(fā)包，以便能夠快速實施高要求的任務(wù)構(gòu)想。超聲波 由電箱產(chǎn)生，再由換能器中的壓電陶瓷轉(zhuǎn)化為機械振動，傳輸給切割焊頭。切割焊頭由此變?yōu)楣舱裾?動，并與工件建立連接。 焊頭和刀刃同樣被設(shè)計為單個模塊，因此與大多數(shù)常見超聲波切割系統(tǒng)相比并未構(gòu)成固定單元：超聲波 焊頭將機械振動導(dǎo)向可以通過旋擰安裝的超聲波刀刃。焊頭有兩種長度（約 266 和 136mm）。設(shè)備上 的安裝條件決定了使用哪種長度。穩(wěn)定懸掛的振動系統(tǒng)確保了超聲波的隔離良好。 針對每種應(yīng)用都有合適的刀刃 超聲波刀刃可以更換，有多種型號可供選擇。選擇專門用于各種用途的刀刃，然后將其固定在焊頭上。 可以按照以下標(biāo)準(zhǔn)選擇：切割物的材料和厚度，所需切割輪廓和幾何形狀，所需切割速度、應(yīng)用領(lǐng)域和 環(huán)境條件。因此，無論是直角切片還是窄小的半徑，各種不同的需求都能找到合適的刀刃。 為了避免在旋緊或擰下刀刃時受傷，可為用戶提供刀刃專用安裝工具。所有刀刃都由硬質(zhì)合金制成。因 此其使用壽命都極長。硬質(zhì)合金刀刃的使用壽命是傳統(tǒng)工具鋼使用壽命的 20 倍。刀刃的默認切割深度 達 75mm；客戶也可以根據(jù)需求定制所需規(guī)格的刀刃。切割墊板用于保護刀刃，是選配附件。 用超聲波系統(tǒng)進行切換型任務(wù) 由于焊頭具有模塊化結(jié)構(gòu)，同一超聲波焊接系統(tǒng)可以用于不同材料或切割輪廓，只需簡單地切換為相應(yīng) 刀刃即可。然后，電箱會自動通過頻率掃描 «識別» 所使用的刀刃，確保以其共振頻率可以將其起動。 與其他切割解決方案相比，焊頭和刀刃的該模塊化結(jié)構(gòu)當(dāng)然也大大降低了運行和維護成本。這一來自瑞 士的超聲波切割系統(tǒng)功能多樣且高效，因此定會開發(fā)出許多其他應(yīng)用領(lǐng)域，例如在碳纖維部件和橡膠材 料的切割以及修剪不同輕型結(jié)構(gòu)材料的超出部分等方面。
引自 Lex Wirz，Telsonic AG 產(chǎn)品經(jīng)理，和 Ellen-Christine Reiff，文科碩士
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