材料的超声波切割

超声波切割的原理与传统的材料切割技术完全不同。在第一种情况下我们使用 超声波能量这不需要磨锐工具的切削刃和施加很大的力。

与机械切割不同，超声波切割没有碎片、没有噪音、没有像激光或其他热处理那样烧焦的边缘、没有烟雾或气体。与水刀切割相比，水分不会渗透到材料中。在切割成本方面，超声波切割是激光和水切割的替代品。

刀尖超声波振动，摩擦力极小，切割材料不粘连，这对于粘性弹性材料、冷冻食品、橡胶等不能在压力下切割的材料尤为重要。

人类听不到超声波。超声波切割刀在纵向上以 10 — 70 µm 的振幅振动。振动是微观的，所以是看不见的。该运动每秒重复 20,000 - 40,000 次（频率 20 - 40 kHz）。

频率越低的超声设备重量越大，输出功率也越大。更高的振幅也可以在更低的频率下实现。频率为 20 kHz 的机器更适合切割厚而坚固的材料。

此类设备的缺点是超声波频率接近可听范围，操作时可能需要采取降噪措施。

35 kHz 设备更适用于较薄的材料，如箔、仿皮和纺织品，以及加工复杂的形状。同时，机器在运行时是静音的。

超声波切割应用实例

超声波切割装置由超声波换能器、轮毂尖端、刀具和电源组成。超声波换能器用于将电能转换为机械（超声波）能。

目前，电致伸缩几乎被普遍使用——效果恰恰相反 压电的…这意味着将交流电压施加到陶瓷或石英板上的换能器，从而产生超声波。声学集中器增加了切割区域传出振动的幅度。

材料被超声波能量软化和切割，刀片只是简单地起到定位切割和输出超声波能量的作用。与其他切削方法相比，切削力降低了约 75%，切削过程的生产率显着提高。

磨料可用于提高切割效率。

超声波切割机

切割速度取决于被加工的材料，一般由以下比值确定：V=4*X*e，其中X为最大振幅，m，e为超声频率，Hz。

因此，对于 12 微米的振幅和 35 kHz 的频率，切割速度将为：4 * 0.000012 * 35000 = 1.68 m / s。

从其他技术（例如机械切削）中可知，随着切削速度的提高，不仅切削力减小，而且刀具刀片的磨损也会减小。因此，硬质合金刀片也推荐用于超声波切割。硬质合金金属刀片的耐用度可达 20,000 米或以上。

手持式超声波切割装置

超声波切割适用于橡胶、PVC、印刷电路板、薄膜、复合材料、塑料、各种纸张、织物、地毯、皮革、食品（冷冻肉、糖果、面包、巧克力等）、薄膜等材料和蜂窝材料，用于清洁化石，用于去除锈迹和油漆，用于金属雕刻和雕刻，用于金属标记。

超声波切割既可以在手动模式下完成，也可以在自动化装置和机器人的帮助下完成，还有用于蜜蜂材料 3-D 切割的模型。