Transdutor de soldadura ultrassónico RPS-Sonic de 15 kHz 4200 W.

Transdutor de soldadura ultrassónica RPS-SONIC de 15 Khz 4200 W.  

Os transdutores ultra-sónicos são cerâmica piezoeléctrica que ressoam a frequências ultra-sónicas e convertem sinais eléctricos em vibrações mecânicas através do efeito piezoeléctrico do material. Quando o transdutor é utilizado como transmissor, o sinal oscilante elétrico enviado da fonte de excitação irá provocar uma alteração no campo elétrico ou magnético no elemento de armazenamento de energia elétrica do transdutor, o que altera o sistema de vibração mecânica do transdutor através de algum efeito. É gerada uma força de condução para fazer com que vibre, impulsionando assim o meio em contacto com o sistema de vibração mecânica do transdutor para que este vibre e irradie ondas sonoras para o meio.

Transdutores agrupados

Os transdutores agrupados podem ser usados para conduzir uma única pilha ultra-sônica. Em comparação com um único transdutor de grande diâmetro, cada um dos transdutores menores possui uma cerâmica piezocerâmica de menor diâmetro, o que potencialmente permite um pré-estresse piezocerâmico mais uniforme.

Como a piezocerâmica tem diâmetros menores, o trajeto de condução térmica radial para o calor piezocerâmico será menor. Então o calor pode ser conduzido mais facilmente à periferia piezocerâmica de modo que a piezocerâmica deve permanecer mais fresca para um dado fluxo de ar convectivo.

Além disso, a menor cerâmica piezocerâmica permitirá maior área periférica para resfriamento de ar por convecção. Por exemplo, considere um transdutor simplificado que usa  um único piezocerâmico de Ø50 mm x 5 mm de espessura. (Aqui, qualquer centro do anel piezocerâmico é ignorado.) O volume piezocerâmico é de 9818 mm3 e a área periférica é de 785 mm2. Agora, suponha que este transdutor com o único piezocerâmico seja substituído por dois transdutores que tenham o mesmo volume total piezocerâmico (assumindo novamente apenas um piezocerâmico para cada transdutor). Com esta estimulação, o diâmetro piezocerâmico necessário é de 35.4 mm e a área periférica total piezocerâmica resultante é de 1112 mm2. Neste exemplo, a utilização de um sistema de transdutor duplo aumenta a área periférica total do piezocerâmico em 42%, o que pode resultar em um resfriamento significativamente melhor, permitindo assim uma maior potência através da colocação.
 

A soldadura ultrassónica é utilizada em várias indústrias para unir materiais termoplásticos. Durante a soldadura por ultrassons, são aplicadas vibrações mecânicas de alta frequência e pressão de compressão aos materiais plásticos. Isto cria fricção intermolecular dentro do plástico, o que aumenta a temperatura suficientemente alta para atingir o ponto de fusão. Durante a produção de grande volume em ambientes de fabrico, o componente do sistema de soldadura ultrassónico que falha com maior frequência é o transdutor, que é responsável pela criação da vibração. O transdutor converte energia elétrica em energia mecânica através de um material cerâmico policristalino polarizado piezoelétrico PZT (titanato de chumbo e zirconato), utilizando tensão de alta frequência. O transdutor é composto por discos redondos PZT ligados a um corpo maquinado em titânio através de um parafuso central. O parafuso cria pré-esforço de compressão que evita qualquer tensão de tração dentro dos cristais quebradiços durante a vibração e assegura um acoplamento perfeito entre todos os componentes. Os cristais piezoelétricos PZT comportam-se de acordo com equações elétricas e mecânicas acopladas lineares. O conjunto do transdutor é vibrado perto da frequência ressonante paralela para maximizar a eficiência e a saída de amplitude.

Serviço e envio  

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Transdutores ultra-sónicos de alta potência com duas pilhas paralelas para soldadura