塑料产品上下盖需用超声波焊接机进行接合时，在设计初期需考虑哪些问题？超声波熔接进行零件间的接合时, 在设计阶段需考虑的主要有以下两个方面

一、 零件成型时采用何种塑料?

二、 零件熔接后之质量及功能要求?

一般而言, 有关成品熔接后之功能要求有以下五点:

1. 结合处能承受多大的推力?

2. 是否需完全密封, 水密或气密?

3. 结合件是否有外观要求?

4. 溢胶是否可接受?

5. 是否还有其他要求? (如冲击力量承受值等)

1.需注意熔接成品的塑料选择

两互熔之零件在成型材料的选择上, 除功能上的考量外, 采用同种塑料以避免 ”不兼容性” 或 ”结合强度不够” 等问题. (请参考”热塑性塑料兼容性表”)

提高不兼容塑料 (如PC & PC+PET) 熔接强度之方案：在熔接表面上做咬花以提升表面磨擦程度增加熔接能量进而改善接合强度.  藉由咬花处理可将原结合强度提高3倍. 咬花规格之选用。

根据产品熔接质量要求设计产品的熔接线,熔接线设计主要型式有两种：Energy Director & Shear Joint，Energy Director

Energy Director即为熔接面上三角形突起形状之设计. 其功能可迅速集中能量并迅速熔化接合线, 使产生熔融之塑料可迅速布满于熔接面上快速完成熔接达到大强度. (可由图1时间-温度对应图得知有无Energy Director设计之差异)

Energy Director常见的设计型式:

1) 断差型

此设计方式可应用于需要定位之零件. 又因此设计具有一个0.25~0.64mm的间隙存在于两互熔零件之间, 故于熔接后可对结合处形成一遮避效果可避免及减少表面毛边产生. 但如果间隙被完全熔合, 则毛边可能会外现.

2) 接合唇及接合槽型

此设计方式之大好处在于可防止内外毛边产生及提供定位功能. 但因接合唇的两侧与接合槽需保有间隙, 使得接合唇本身较不易成型. 此外也由于接合面面积的缩小, 使其强度较全段接合小.

3) 咬花面处理

在不具有熔接线特征之熔接面上进行咬花处理, 可使原熔接能量因磨擦程度提升而增强, 进而强化原熔接效果.

4) 交叉型

将要互相熔接之零件其熔接线以相互垂直方式进行设计, 因可藉由提供小的接触表面及提高熔接量而达到强化熔接效果. 于此设计中建议每条熔接线的尺寸改为原标准单一熔接线之60%大小. 倘若要求防水或防气漏,

5) 和壁面垂直型

此设计可减少毛边产生及提高抗剥离力, 用于结构性密合.

6) 干扰型

可应用于减少熔接总面积及所需能量, 用于非结构性密合.

7) 凿状型

常应用于平均壁厚约1.50mm之零件, 以避免因壁厚不够采用标准设计而造成熔接强度不够之问题.

Shear Joint对于半结晶性塑料(如Nylon, Polypropylene, Polyethylene)若其Energy Director 之设计效果不符合期许时, 则可考虑采用Shear Joint之设计方式. 因后者之设计方式可克服半结晶性塑料因较小的温度范围即会产生相态改变而致使熔融塑料于接合前即固化的问题.

Shear Joint之设计可使小的起始接触面积先行熔化, 然后当零件嵌合在一起时, 继续熔化沿垂直壁的接触面, 如此可达成坚固的结构性或密封性密合并隔绝空气, 特别适用于半结晶性塑料熔接.

以上是关于一些塑料产品开发设计初期考虑用超声波焊接接合时需要注意的一些问题，本公司专业提供超声波焊接技术方案咨询，更多焊接技术方案设计问题可来电来厂详询！