자주 묻는 질문 – 초음파 기술

초음파 기술

초음파 접합이란 무엇인가요?
초음파 용접은 서로 고정된 두 부품에 고주파 진동을 가하는 방식입니다. 이를 통해 열이 급속히 축적되어, 모재의 상당한 용융 없이도 단 몇 초 만에 용접부 또는 접합부가 형성됩니다.

합성 섬유나 여과재를 접합할 때는 원단을 혼(horn) 아래로 통과시키면, 혼이 초음파 진동을 각 층을 통해 전달합니다. 이로 인해 재료가 가열되어 서로 융합되며, 완성된 이음매나 밀봉된 가장자리가 만들어집니다.

초음파 용접의 장점은 무엇인가요?
접착제나 솔더, 실과 같은 소모품이 필요하지 않습니다. 주변 부위를 가열하지 않고도 일반적으로 2~4초 만에 용접 또는 접합이 이루어집니다. 이 공정을 통해 매우 신뢰할 수 있고 반복적으로 정확한 용접 및 접합 결과를 얻을 수 있습니다. 또한 초음파 용접은 환경 친화적이며, 폐기물을 발생시키지 않고 경제적으로 사용할 수 있습니다.

어떤 산업 분야에서 초음파 접합을 사용하나요?
의류, 가전, 자동차, 전자, 여과, 가정용 가구, 의료, 포장 산업 등은 초음파 용접을 활용할 수 있는 산업 분야의 일부에 불과합니다.

어떤 장비 구성이 제공되나요?
Sonobond는 독립형 장치와 생산 라인에 쉽게 통합할 수 있는 모델 모두를 생산합니다.

초음파 용접 시스템의 구성 요소는 무엇인가요?
전원 공급 장치(POWER SUPPLY): 상용 전원을 트랜스듀서에 필요한 고주파 및 고전압으로 변환합니다.
트랜스듀서: 압전 크리스탈을 포함하고 있으며, 입력된 고주파 전기 신호를 기계적 진동으로 변환합니다.
부스터: 진동 에너지를 전달하고 진폭을 증폭시킵니다.
혼: 진동 에너지를 용접 부위로 전달합니다.
앤빌 또는 네스트: 용접할 부품을 지지합니다.

초음파 용접과 관련된 건강 문제나 위험 요소가 있나요? 초음파가 건강에 미치는 영향은 무엇인가요?
이 문제는 초음파 접합이 안전하고 신뢰할 수 있음을 입증하는 수많은 연구의 주제가 되어 왔습니다. 극히 드문 경우지만, 초음파 진동으로 인한 과도한 소음 문제가 발생할 수 있습니다. 소음 수준이 OSHA 기준을 초과하는 상황에서는 차폐 장치를 설치하거나 개인용 청력 보호 장비를 착용함으로써 이 문제를 해결할 수 있습니다.

맞춤형 기계 제작이 가능한가요?
네. Sonobond의 기술 엔지니어들은 고객님과 협력하여 고객님의 사양에 맞는 최적의 초음파 기계 또는 맞춤형 공구를 제작해 드릴 수 있습니다.

초음파 장비가 근처에 설치된 다른 컴퓨터 기반 기기들에 영향을 미치나요?
매우 드문 경우입니다. 특히 민감한 일부 환경에서는 전자기 간섭(EMI) 방출을 억제해야 할 수도 있습니다.

무료 용접 샘플을 제공해 주나요?
네. Sonobond는 고객님께서 부품을 보내주시면, 해당 용도에 맞는 용접 샘플을 제공해 드리고 고객님의 요구 사항에 가장 적합한 장비를 추천해 드릴 수 있도록 적극 권장하고 있습니다.

초음파 금속 용접

초음파 금속 용접기로 어떤 재료를 용접할 수 있나요?
알루미늄, 황동, 구리, 대부분의 귀금속 및 니켈 합금은 쉽게 용접할 수 있습니다. 또한 초음파 용접은 서로 다른 금속 조합을 다양하게 용접할 수 있다는 장점도 있습니다.

크림핑에 비해 초음파 금속 용접의 장점은 무엇인가요?
초음파 와이어 용접은 여러 가지 이유로 더 우수합니다. 초음파 방식은 별도의 재료를 사용할 필요가 없습니다. 충전재나 크림핑 공구 없이도 와이어끼리, 또는 와이어와 단자를 접합할 수 있습니다. 반면, 크림핑 처리된 와이어는 시간이 지나면서 느슨해지거나 분리될 수 있습니다.

초음파 전선 접합기는 최대 어느 정도의 전선 다발을 처리할 수 있나요?
일반적으로 무도금 연선 구리의 경우 최대 30 제곱밀리미터 크기의 다발을 권장하며, 주석 도금 전선의 경우 이보다 작은 크기를 권장합니다. 당사의 2500와트 전선 용접기의 경우, 단일 펄스로 최대 35 제곱밀리미터, 두 번의 펄스로 48 제곱밀리미터 크기의 다발을 용접한 적이 있습니다.

동일한 기계를 사용하여 전선 접합과 핀 또는 러그 부착을 모두 할 수 있나요?
공구를 교체하면 가능합니다. 하지만 일반적으로 전선 간 접합에는 SpliceRite™를, 전선과 단자 간 접합에는 SonoWeld® 1600 스폿 용접기를 사용하는 것을 권장합니다.

팁은 평균적으로 얼마나 오래 사용할 수 있나요?
열처리된 공구강 팁은 일반적으로 최대 100,000회 용접까지 사용할 수 있으며, 그 이후에는 팁을 교체해야 합니다.

웨지 리드 용접 방식과 측면 구동 용접 방식의 차이점은 무엇인가요?
소노본드(Sonobond)는 변환기/혼이 로드 또는 리드를 구동하는 웨지 리드 시스템을 사용합니다. 이 로드(리드)에는 테이퍼형 공동이 있어, 그 안에 팁이 삽입됩니다. 그 결과, 실린더의 힘이 용접 지점 바로 위에 가해지며, 팁을 쉽게 교체할 수 있습니다.

반면, 측면 구동 방식은 용접 대상 부품과 접촉하기 위해 끝부분이 약간 연장된 트랜스듀서/혼을 사용합니다. 실린더의 힘은 용접 지점 바로 위가 아니라 그 옆으로 전달됩니다. 끝부분이 마모되면 혼 전체를 교체해야 하며, 경우에 따라 시스템의 재보정이 필요할 수도 있습니다.

초음파 부직포/섬유 접합

부직포/섬유용 초음파 용접기로 어떤 재료를 접합할 수 있나요? 서로 다른 재료를 접합할 수 있나요?
재료는 100% 합성 섬유이거나 천연 섬유가 최대 40%까지 혼합된 혼방 소재일 수 있습니다.

아크릴, 아세테이트, 폴리에스터, 나일론, 폴리프로필렌, 스판덱스 및 PVC는 모두 접합이나 절단에 적합합니다. 일반적으로 합성 섬유 함량이 높을수록 초음파 에너지를 이용한 절단 및 밀봉이 더 용이합니다. 펠트형 여과재를 포함한 부직포는 특히 초음파 접합에 적합합니다.

네, 서로 다른 재질의 재료들도 서로 접합할 수 있습니다. 서로 다른 재질의 재료 간 용융 온도 차이는 50°F를 초과해서는 안 됩니다.

내 재료에 난연 처리가 되어 있어도 초음파 접합이 가능할까요?
대부분의 경우 문제없이 접합이 가능합니다. 하지만 일부 난연제는 접착 강도에 부정적인 영향을 미치기도 합니다.

회전식/연속 초음파 접합 방식과 고정식/이동식 방식의 장점 및 차이점은 무엇인가요?
회전식 방식은 재봉틀처럼 작동하여 연속적인 이음새나 패턴을 만들어 냅니다. 롤러가 고정된 호른 위에서 회전하는 방식 대신 양쪽이 모두 회전하면, 원단, 패턴 롤러, 초음파 호른 사이의 마찰이 크게 줄어듭니다.

초음파 슬리팅이란 무엇인가요?
초음파 슬리터는 합성 섬유나 혼방 원단의 가장자리를 깔끔하게 절단하고 밀봉하여, 열선이나 회전식 칼이 가진 단점을 해소합니다. 절단면이 풀리거나, 실이 풀리거나, 실뭉치가 생기는 현상을 방지합니다.

직물의 초음파 용접에 있어 허용 가능한 유리 함유량은 얼마입니까?
유리 섬유와 같은 충전재는 물리적 특성을 변화시키기 위해 첨가되지만, 유리 자체는 용접이 불가능합니다. 유리 함유량이 20% 이하라면 여전히 허용 가능한 접착력을 얻을 수 있습니다.

초음파 플라스틱 용접

초음파 플라스틱 용접기로 어떤 열가소성 소재를 접합할 수 있나요? 서로 다른 종류의 열가소성 플라스틱도 용접할 수 있나요?
용접이 가능한 열가소성 수지는 비결정질과 결정질로 분류할 수 있습니다.

용접이 가능한 비결정질 수지에는 폴리카보네이트, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리스티렌, ABS, 폴리에테르이미드, 아크릴, 폴리설폰 등이 있습니다. 용접이 가능한 결정질 소재에는 열가소성 폴리에스터, 나일론, 아세탈, 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리프로필렌 등이 있습니다.

네, 일부 서로 다른 비결정질 열가소성 수지(예: ABS와 폴리카보네이트)는 서로 용접할 수 있습니다. 서로 다른 재료 간의 용융 온도 차이는 50°F를 초과해서는 안 됩니다.

난연 처리가 된 플라스틱 소재도 초음파 용접이 가능할까요?
난연제는 접합 강도를 저하시켜 용접 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 경우, “과용접”이 해결책이 될 수 있습니다. 이는 더 높은 진폭의 장비를 사용하거나 용접 시간을 약간 늘려 충분히 강한 접합부를 형성하는 방법을 말합니다.

플라스틱 초음파 용접에 있어 허용 가능한 유리 섬유 함유량은 얼마인가요?
최대 20%가 권장됩니다. 하지만 유리 섬유 함유량이 최대 30%인 경우에도 때로는 적절한 용접 결과를 얻을 수 있습니다.

플라스틱 용접에 일반적으로 사용되는 접합 방식에는 어떤 것들이 있나요?
많은 접합부에 소위 “에너지 디렉터(energy director)” 방식이 사용됩니다. 이 방식에서는 접합할 부품 중 하나에 삼각형 돌출부를 만들어 용융이 시작되는 위치에 배치해야 합니다. 누출이 없는 접합부나 일부 반결정성 부품의 경우, 전단 접합이 권장됩니다. 전단 접합을 위해서는 용접할 부품들 사이에 일정한 간섭이 필요합니다. 부품들이 초음파로 가열되고 압축됨에 따라, 한 부품이 다른 부품에서 연화된 플라스틱을 “전단”하여 떼어냅니다.