초음파 융착(용착)가공에 대하여플라스틱의 2차 가공중 접합가공은 그 고도의 생산성과 성질, 형상, 용도등의 다양화에서부터 모든 목적에 사용되는 여러 가지 접합기술들이 개발되어 왔다.1. 초음파 융착(용착) 가공이란?: 초음파 용착이란 플라스틱의 2차가공중 접합가공의 한 분야로서 음파의 진동을 이용하여 플라스틱을 접착하는 방법이다. 50/60HZ06의 전원을 발진기를 통하여 15KHZ ~ 20 KHZ 의 전기적인 에너지로 만든 후 다시 콘버터와 부스터를 통해 기계적인 진동에너지로 변환한 후 공구혼을 통하여 가공물에 전달시켜 순간적으로 강력한 진동에 의한 마찰열을 발생시켜 가공물의 접합면이 용해, 접착되어 분자적 결합이 이루어지는 방법이다.2. 초음파 융착(용착)의 용도: 열가소성 수지제품의 접합면 용착, 수지에 금속매입 및 결합, 각종 플라스틱 관련 제품의 조립 및 가공에 이용한다.3.초음파 용착가공의 특징 및 장점1. 접착제나 용제를 사용치 않아 경제적이다.2. 접착의 강도는 기밀성 및 수밀성을 유지한다.3. 전처리 후처리가 필요없는 작업환경의 개선4. 복잡한 금형구조를 쉽게 설계할 수 있다.5. 접착시간이 1초 전후로 작업의 양산성이 있다.6. 가공물의 변형이나 변질없이 깨끗하고 균일하다.7. 고주파나 열로 불가능한 제품의 접착이 가능하다.8. Spark 현상이나 전파 방해가 없고 전력 소모가 적고 사용이 간단하다.9. 내부회로는 반도체로 구성된 자동추미 방식과 자동 정진폭 제어방식 원리로 설계되었으며 P.Z.T 진동자(B.L.T) 를 사용하여 반영구적이다.10. 내부 가열이다.고주파 용착은 유전체 손실이 큰 일부의 플라스틱에만 적용가능함에 대하여 초음파 용착은 모든 열가소성 플라스틱에 적용가능하고 플라스틱 자체를 발 열시킨다. 또 가열은 극히 단 시간에 행해 질 수 있다.11. 연속 seal초음파를 부여하는 공구 hone선단은 큰 진폭으로 진동하고 있으므로 외관 마찰이 적은 용착재료와 상대적으로 이동시키는 것이 용이하다.12. 용착 동시 용단선단을 첨예로 한 공구 hone에서 용착을 행하면 그 때부터 용단(溶斷) 하는 것이 가능하다. 고주파 용착에서는 이 방법을 채용한 경우 용착물의 전열 파 괴에 의한 스파크가 생길 염려가 있으나 초음파에서는 그러한 예가 없다.13. 응력효과{hone에서 전달된 초음파 진동이 플라스틱내의 특정한 부분에 집중하면 강한 응력이 발생하여 그 부분이 발열 용융한다.15. 선택발열초음파에 의한 발열효과가 큰 재료나접착제등을 선택적으로 발열시키는 것이 가능하다.4.초음파 용착 및 금속매입방법1) 스포트웰딩(SPOT WELDING): 두개의 플라스틱판을 부분용착하는 방법으로 [혼]이 윗판 프라스틱을 용해 관 통하여 밑판 플라스틱에 매입되는 순간 접합면 주위에 용해된 플라스틱이 녹 아서 강력한 결합이 이루어진다.{{2) 웰딩 (WELDING){: 플라스틱과 플라스틱을 접착시키는 가장 많이 사용하는 방법으로 접합면 부 위에 돌출부를 형성 시킨 후 초음파 진동을 가하면 돌출부위가 순간적으로 용해되어 다른 플라스틱에 접착된다.{3) 인써팅 (INSERTING): 플라스틱에 금속을 매입시키는 방법으로 플라스틱에 매입하는 금속을 올려놓 고 초음파 진동을 가하면 금속주위의 플라스틱이 용해되어 금속은 플라스틱 속으로 삽입되고 강력한 결합이 이루어짐으로서 종래의 금속을 넣고 사풀하 는 불편과 금형의 파손을 막을 수 있다{{4) 스테이킹(STAKING): 플라스틱과 플라스틱 또는 금속과 플라스틱의 결합조립시 사용하는 방법으로 플라스틱이나 금속에 구멍을 낸 후 밑판 플라스틱의 돌출부위를 플라스틱이 나 금속구멍을 통해 밖으로 노출 시킨 후 노출부위에 초음파 진동을 가하면 돌출부위가 용해되어 [혼]의 모양으로 성형되고 조립이 이루어진다{{5. 용착(융착)현상과 원리플라스틱처럼 점탄성체는 초음파 진동에 의해 잘 발열한다. 초음파 용착현상은 플라스틱 자체의 초음파 진동의 발열연화 현상에 따라 소분자 간의 결합력 및 범위까지 2가지의 플라스틱 접합면이 가깝게 붙어 거기에 동화작용이 일어나 용착이 행해진 것이다. 이 발열 용착현상을 응용한 플라스틱 용착의 방법을 크게 분류하면 연속 용착, 직접용착, 전달용착의 3가지 방법으로 나눌 수 있다. 고주파의 경우는 유전체역률과 내전압에서 공급할 수 있는 파워에 큰 제한이 있지만 초음파로는 그러한 제한없이 테프론을 없애는 모든 플라스틱의 봉착이 가능하며 또한 진동에 의해 플라스틱이 용착하는 표면끼리 서로 부딪히고, 거기에서 발열하는 현상도 있으므로 이 경우는 발열이 용착면에 집중하는 에너지 효율이 높아진다.1) 직접용착 - 공구 hone과 플라스틱을 서로 움직이지 않게 밀어 붙이고, 초음파진동을 주어 용착하는 방법으로 공구혼의 끝은 용착하는 형상에맞대어 만든다. 용착하는 형상은 염화비닐을 고주파 웰더에서 용 착한 때와 유사하다. 초음파라면 거의 모든 플라스틱에 응용할 수 있다. 다만 고주파인 경우와 같이 길이가 파장에 의해 제한되는 점에서 같지만 금속중의 음속이 3,500∼ 5000m/sec 정도이므로 주파수 20KHZ에서 파장은 17∼25cm로 되므로 고주파보다 1자리수 작고, 7∼8cm정도이므로 큰 것을 한 번에 용착하는 공구 hone이 여간해서는 얻어지기 힘들다. 주파수를 낮추면 되지만 작업자의 귀에 진동음이 직접 들리게 된다.2) 연속용착 - 주로 필름상의 플라스틱을 용착할 때 플라스틱을 수평방향으로 이 동시키면 용착은 선상으로 연속용착시키는 것이 간단히 가능하다. 경우에 따라서는 대단히 고속도의 용착속도를 얻을 수 있다. 필름 면에 수직방향으로 초음파 진동을 주면 공구 혼과 필름 사이의 외 관의 마찰저항이 대폭적으로 줄어 든다. 초음파 진동을 하고 있지 않을 때는 정한 마찰이기 때문에 압력을 가한 정도이상으로 크게 되면 필름이 쪼개져도 움직이지 않는다.3) 전달용착 - 전달용착은 플라스틱의 표면 현상으로서 플라스틱안에 초음파 진 동을 전달시켜, 접촉면에 요착된 방법으로, 성형품의 요착에 응용 되고 있지만 필름에는 초음파가 잘 전달되지 않아 잘 쓰이지 않는 방법이다.
![[고분자] 초음파융착가공](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2002/05/19/data1095429-0001.jpg)
