У музичній комедії 1982 року "Віктор Вікторія" Джулі Ендрюс співає високу ноту наприкінці акту карикатури паризького героя. Вона підтримує ноту і келихи шампанського навколо кімнати розбиваються. Це блискуче продемонструвало, як високі або високочастотні звуки можуть розбивати матеріали на частини. Але чи знали ви, що звуки високої частоти можна використовувати для з’єднання матеріалів разом? Технологія, що називається ультразвуковою зварюванням , використовується для збирання виробів з багатьох галузей - від медичних пристроїв до спортивного взуття до автомобілів.
Як правило, ви можете склеювати матеріали, використовуючи такі кріплення, як цвяхи, саморізи або нитки. Це підходить для металів, дерева, тканин та пластмас. Для багатьох пластмас використовують клеї; клеї утворюють хімічні зв’язки між самим клеєм і поверхнями скріплених пластикових матеріалів. Метали можна утримувати разом, нагріваючи інші метали як сполучний агент, наприклад, свинцевий припой в електричних з'єднаннях. Альтернативно, метали можна безпосередньо плавити разом (зварювання); Як тільки розплавлені металеві поверхні охолонуть, метали склеюються. Зварювання зазвичай вимагає відкритого полум'я або факела для досягнення високих температур, необхідних для розплавлення металевих поверхонь разом. Отже, це може бути дорогим процесом для деяких виробничих робочих місць.
Новий, більш економічний спосіб зварювання був введений у 1940-х роках. Техніка, ультразвукова зварювання, використовувала високочастотні звукові хвилі та тиск для з’єднання металів разом і вимагала менше енергії, ніж звичайне зварювання. Ультразвукова зварювання металів, розроблена протягом 1950-х до 1990-х років, оскільки електроніка, що використовується в обладнанні, стала більш досконалою і комп'ютери могли контролювати процес. З цього часу техніка застосовується до пластмас, де вона справді стала популярною.
У цій статті ми розглянемо обладнання та фізичний процес ультразвукового зварювання, як New Balance використовував його для виготовлення спортивного взуття, а також переваги та недоліки цієї техніки. Спочатку розглянемо детальніше, як звукові хвилі зв’язують матеріали, як метал, так і пластик.
