超聲波模具的設(shè)計和生產(chǎn)一定是非常的簡單。千萬不要被誤導(dǎo)，當(dāng)使用一個加工不當(dāng)或是未經(jīng)過調(diào)諧的焊頭，將給你的生產(chǎn)帶來昂貴的損失——它會破壞焊接效果，甚至更嚴(yán)重的會直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器的損壞。

因此超聲波模具的設(shè)計絕不像它的外形那樣簡單，相反需要很多的專業(yè)知識和技能——如何保證焊頭能夠最經(jīng)濟的工作？如何保證焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機電振動能有效地傳遞到工件上，形成持續(xù)穩(wěn)定的焊接，我們的工程師將每一個環(huán)節(jié)都考慮得非常充分。

超聲波模具是超聲波技術(shù)中具有技術(shù)深度的一個方面。雖然團隊擁有幾年的設(shè)計和開發(fā)經(jīng)驗，我們還是堅信只有通過嚴(yán)格的測試和質(zhì)量控制才能生產(chǎn)出最好的超聲波模具。我們將超聲波模具的聲學(xué)特性和機電特性完美的結(jié)合起來，設(shè)計出最符合需要的產(chǎn)品。

我們生產(chǎn)的每一套模具，不管是標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品還是根據(jù)客戶要求定制的，都是用最好的材料加工而成的同時經(jīng)過反復(fù)的測試。

模具的振幅參數(shù)

振幅對于需要焊接的材料來說是一個關(guān)鍵參數(shù)，相當(dāng)于注塑機的溫度，溫度達(dá)不到熔接不上，溫度過會使材料燒焦或變形。換能器不同，換能器輸出的振幅都有所不同，經(jīng)過適配不同變比的增幅器及焊頭，能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求，通常換能器的輸出振幅，變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀，前后面積比等因素有關(guān)，形狀來說如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等，對變比影響很大，前后面積比與總變比成正比。貴公司選用的是不同公司品牌的焊接機，最簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作，能保證振幅參數(shù)的穩(wěn)定。

模具頻率參數(shù)

超聲波焊接機都有一個中心頻率，例如20KHz、40 KHz等，焊接機的工作頻率主要由

鋁合金超聲波模具

換能器（Transducer）、變幅桿（Booster）、和焊頭（Horn）的機械共振頻率所決定，發(fā)生器的頻率根據(jù)機械共振頻率調(diào)整，以達(dá)到一致，使焊頭工作在諧振狀態(tài)，每一個部份都設(shè)計成一個半波長的諧振體。發(fā)生器及機械共振頻率都有一個諧振工作范圍，如一般設(shè)定為±0.10 KHz，在此范圍內(nèi)焊接機基本都能正常工作.我們制作每一個焊頭時，都會對諧振頻率作調(diào)整，要求做到諧振頻率與設(shè)計頻率誤差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊頭，我們焊頭的頻率會控制在19.86—19.96 KHz，誤差為10‰

振動節(jié)點

焊頭、變幅桿均被設(shè)計為一個工作頻率的半波長諧振體，在工作狀態(tài)下，兩個端面的振幅最大，應(yīng)力最小，而相當(dāng)于中間位置的節(jié)點振幅為零，應(yīng)力最大。節(jié)點位置一般設(shè)計為固定位，但通常的固定位設(shè)計時厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定為零振幅，這樣就會引致一些叫聲和一部分的能量損失，對于叫聲通常用橡膠圈同其它部件隔離，或采用隔聲材料進行屏蔽，能量損失在設(shè)計振幅參數(shù)時予以考慮。

加工精度

超聲波模具因為工作于高頻振動情況下，應(yīng)盡量保持一個對稱設(shè)計，以避免聲波傳遞的不對稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動（我們所用于焊接的焊頭利用的是超聲波振動的縱向傳遞，對于整個諧振系統(tǒng)而言），不均衡振動能導(dǎo)致焊頭發(fā)熱及斷裂。超聲波焊接應(yīng)用于不同行業(yè)對加工精度要求是不同的，對于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對加工精度的要求非常高，我們所有的加工設(shè)備均采用數(shù)控設(shè)備（如加工中心等），這樣才能保證加工出來的精度符合要求。

模具使用壽命

一只焊頭的使用壽命關(guān)鍵決定于兩個方面：一、材料，二、工藝

材料方面：超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好（聲波傳遞過程中機械損耗?。┖玫奶攸c，所以最常用的材料為鋁合金及鈦合金材料是保證超聲波模具壽命于熔接產(chǎn)品效果的主要原因之一，模具完成的過程是復(fù)雜的。所以不僅是模具工程師設(shè)計務(wù)必慎重選擇材質(zhì)，亦需了解本身產(chǎn)品要求該使用何種材質(zhì)，避免因疏忽而影響其時效與品質(zhì)。該公司的7075-T651鋁材達(dá)到美國鋁業(yè)行業(yè)協(xié)會AAA標(biāo)準(zhǔn)）

一、鋁鎂合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)

1、7075T651：使用于振動系統(tǒng)及Horn制造，該材料具有極高的機械屈服強度，硬度高，熱傳導(dǎo)性強，是理想的超聲波模具制造材料；

2、2024T651：一般使用與HORN制造，軔性佳，熱傳導(dǎo)性強，硬度適中，用于一般塑膠制品。

3、6061T651：使用于較低出力之HORN制造，軔性佳，質(zhì)較軟。

二、鈦合金： 用于連續(xù)發(fā)振的機種，軔性較高，熱傳導(dǎo)佳，硬度高，而成本昂貴。

三、國產(chǎn)硬質(zhì)鋁合金：國產(chǎn)料，用于普通鋁材加工，熱傳導(dǎo)低，對超音波機械損耗高，成本低。生產(chǎn)一付超聲波模具，要考慮以下各項因素：

1、　產(chǎn)品的要求： 決定模具的使用壽命，磨損率，因而決定采用何種金屬。

2、　產(chǎn)品的形狀： 采用何種熔接工藝，設(shè)定模具的大小，壓力傳達(dá)區(qū)，產(chǎn)品在熔合時可能產(chǎn)生的變形，需要多大功率和何種功能。是否可以一次熔接完成工作。

3、 產(chǎn)品的塑料性質(zhì)：決定模具的工作震幅，那一件工作應(yīng)接受超聲能量，導(dǎo)能線的形式，位置，大小。在不同的塑料組合時，應(yīng)怎樣設(shè)計接觸位！