超聲波切割刀

一、概述

超聲波切割機(jī)的原理與傳統(tǒng)意義上的切割不同。它是利用超聲波的能量，將被切割材料的局部加熱熔化，從而達(dá)到切割材料的目的。所以超聲波切割不需要鋒利的刃口，也不需要很大的壓力，不會(huì)造成被切割材料的崩邊、破損。同時(shí)，由于切割刀在做超聲波振動(dòng)，摩擦阻力特別小，被切割材料不易粘在刀片上。這對(duì)粘性和彈性材料、冰凍材料，如食品，橡膠等，或不便加壓力的物體切割，特別有效。

超聲波切割還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，就是它在切割的同時(shí)，在切割部位有熔合作用。切割部位被地封邊了，可防止被切割材料組織的松散（如紡織材料飛邊）。

超聲波切割機(jī)的用途還可以擴(kuò)展，如挖孔，鏟挖，刮漆，雕刻，分條等等

二、基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)

超聲波切割機(jī)是利用波能量進(jìn)行切割加工的一類設(shè)備，它的特點(diǎn)是切割不用刃口?；蛘哒f(shuō)，不用傳統(tǒng)意義上的刃口。傳統(tǒng)的切割是利用帶有鋒利刃口的刀具，壓向被切割材料。此壓力集中在刃口處，壓強(qiáng)就非常大，超過(guò)了被切割材料的剪切強(qiáng)度，材料的分子結(jié)合被拉開，就被割斷了。由于材料是被強(qiáng)大的壓強(qiáng)硬性拉開的，所以切割刀具刃口就應(yīng)該非常鋒利，材料本身還要承受比較大的壓力。對(duì)軟性、有彈性的材料切割效果不好，對(duì)粘性材料困難更大。

超聲波切割刀基本構(gòu)成是超聲波換能器、變幅桿、切割刀（工具頭），驅(qū)動(dòng)電源。超聲波驅(qū)動(dòng)電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高電壓交流電流，輸給超聲波換能器。超聲波換能器其實(shí)就相當(dāng)于一個(gè)能量轉(zhuǎn)換器件，它能將輸入的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，即超聲波。其表現(xiàn)形式是換能器在縱向作來(lái)回伸縮運(yùn)動(dòng)。伸縮運(yùn)動(dòng)的頻率等同于驅(qū)動(dòng)電源供出的高頻交流電流頻率。變幅桿的作用一是固定整個(gè)超聲波振動(dòng)系統(tǒng)，二是將換能器的輸出振幅放大。切割刀（工具頭）一方面進(jìn)一步放大振幅，聚焦超聲波。另一方面是輸出超聲波，利用切割刀的類似刃口，將超聲波能量集中輸入到被切割材料的切割部位。該部位在巨大超聲波能量的作用下，瞬間軟化、熔化，強(qiáng)度大大下降。此時(shí)，只要施加很小的切割力，就可達(dá)到切割材料的目的。

類似于常規(guī)切割，所需要的基本的構(gòu)件是切刀和砧板，超聲波切割機(jī)也由有兩種基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)超聲波施加位置的不同，我們不妨可以把它分成超聲波切刀式切割機(jī)和超聲波砧板式切割機(jī)。

超聲波切刀式切割機(jī)是直接將超聲波能量加載到切刀上，切刀就變成一把帶有超聲波的切刀。在切割材料時(shí)，材料主要是被超聲波能量軟化和熔化的，切刀的刃口只是起到切縫定位、超聲波能量輸出、分隔材料的作用。這種切割方式適用于粗、厚、長(zhǎng)等不方便設(shè)置砧板的材料的切割。如煉膠機(jī)輸出的生膠分切，管子切割，凍肉、糖果、巧克力切割，印刷線路板，或手持式切割機(jī)等等。

超聲波砧板式切割機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和超聲波切刀式切割機(jī)類似，只是超聲波輸出部分不是切割刀，而是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的超聲波平面模具。在這里，該模具就相當(dāng)于一塊砧板。只不過(guò)，這是一塊在作超聲波振動(dòng)的砧板。切割刀就還是用傳統(tǒng)的、任何形狀的均可，只是對(duì)刃口的鋒利要求下降了，切刀的壽命也大大延長(zhǎng)了。

在很多情況下，由于有了超聲波的作用，傳統(tǒng)的切割刀片也允許有了很大的變化。最典型的是切刀轉(zhuǎn)化成了帶凸起圖案的圓柱型輪子，俗稱花輪。凸起的部分相當(dāng)于切刀的刃口，被切割的材料在花輪和超聲波砧板間走過(guò)。這種組合可以切割出變化的花紋圖案，成本很低，效率。這種切割方式適用薄片狀材料的切割，如各類商標(biāo)，服裝花邊，布料裁剪，裝飾珠片切割，天然纖維，合成纖維，無(wú)紡布，人造樹脂，紙張，膠片切割、分條等等。