Mikro-presijas formēšanā, lai izkausētu polimēru iespiestu sub-milimetru gabalos, var būt nepieciešams augsts spiediens, kas noslogo instrumentu. Tagad apsildāmajā plāksnē iebūvētais ultraskaņas devējs liek izkausētajam polimēram trīcēt-, samazinot tā efektīvo viskozitāti, tādējādi tas kā ūdens ieplūst katrā mazākajā spraugā. Šī jaunā tehnika apvieno tradicionālo termisko saspiešanu ar mehānisko enerģiju, lai uzlabotu polimēra plūsmu un daļas precizitāti.
Ultraskaņas{0}}sildīšanas plātņu mehānisms
Ultraskaņas sonotrode, kas savienota ar plati, ģenerē augstas-frekvences mehāniskās vibrācijas, parasti 20–40 kHz diapazonā, kas tiek pārraidītas tieši instrumentā un izkausētajā polimērā. Plate dūko ar frekvenci, kas liek polimēriem darboties brīvāk, īslaicīgi samazinot kausējuma viskozitāti, nemainot molekulāro struktūru.
Akustiskā enerģija uzlabo veidnes virsmas mitrināšanu, veicina gaisa izdalīšanos un ļauj polimēram aizpildīt mikro{0}iezīmes pie zemāka spiediena. Mazāki savilkšanas spēki samazina mehānisko spriegumu uz instrumentiem un samazina polimēra termisko noārdīšanos. Kad veidnes dobums ir piepildīts, ultraskaņas vibrācijas beidzas, un daļa atdziest standarta karstumā un spiedienā, lai sasniegtu izmēru stabilitāti.
Dizaina apsvērumi
Lai izveidotu uzticamu ultraskaņas vibrācijas sildīšanas plāksnes kompresijas formēšanas sistēmu, ir jāpievērš īpaša uzmanība savienojumam starp devēju un plati. Ultraskaņas komponentiem bez degradācijas ir jāiztur augsta temperatūra, atkārtoti cikli un mehāniskie spriedzi. Tipiski ultraskaņas jaudas līmeņi ir salīdzinoši zemi, parasti daži simti vatu, kas ir pietiekami, lai ietekmētu polimēru plūsmas priekšpusē, vienlaikus atstājot neskartu masveida materiālu.
Ultraskaņas vibrācijas palīdzības priekšrocības
Ātrāki cikla laiki: Samazināta viskozitāte paātrina veidņu piepildīšanos un samazina kopējo ražošanas laiku.
Uzlabota funkciju replikācija: mikro-mēroga struktūras un smalkas virsmas detaļas tiek atveidotas precīzāk.
Mazāks enerģijas patēriņš: Samazināts iespīlēšanas spiediens un īsāki cikli nodrošina darbības efektivitāti.
Lietojumprogrammu daudzveidība: Precīzijas optika, mikrofluidiskās ierīces un medicīniskā mikro{0}lēšana ir galvenie ieguvēji.
Šī tehnoloģija ļauj polimēriem vienmērīgāk plūst sarežģītos dobumos, vienlaikus samazinot defektus, piemēram, tukšumus, īsus kadrus vai virsmas nelīdzenumus.
Nākotnes perspektīva
Ultraskaņas{0}}sildīšanas plāksnes pārveido kompresijas formēšanu, izmantojot skaņas viļņus, lai manipulētu ar polimēra plūsmu. Īslaicīgi samazinot viskozitāti un uzlabojot mitrināšanu, šī pieeja ļauj ražot arvien-mazākas, precīzākas sastāvdaļas ar mazāku enerģijas un materiāla spriegumu. Izstrādājot izturīgas augstas temperatūras ultraskaņas sistēmas,{4}
Polimēru kompresijas formēšanas nākotne šķiet ne tikai karstāka, bet arī klausošāka, jo ultraskaņas enerģija kļūst par standarta rīku materiāla uzvedības kontrolei mikro{0}}mērogā.
