V hudobnej komédii Victor Victoria z roku 1982 Julie Andrewsová spieva na konci parížskeho kabaretného vystúpenia svojej postavy vysokú notu. Oživuje poznámku a šampanské okolo rozbitia miestnosti. To skvele demonštrovalo, ako môžu zvuky s vysokou alebo vysokou frekvenciou rozdeľovať materiály. Vedeli ste však, že vysokofrekvenčné zvuky sa dajú použiť na spojenie materiálov? Technológia nazývaná ultrazvukové zváranie sa používa na zostavenie výrobkov z mnohých priemyselných odvetví - od lekárskych prístrojov po atletické topánky až po automobily.
Zvyčajne môžete spájať materiály pomocou spojovacích prvkov, ako sú klince, skrutky alebo závit. Toto je vhodné pre kovy, drevo, tkaniny a plasty. Pre mnoho plastov sa používajú lepidlá; lepidlá vytvárajú chemické väzby medzi samotným lepidlom a povrchmi spojených plastových materiálov. Kovy môžu byť držané pohromade zohrievaním iných kovov ako spojiva, ako je napríklad olovená spájka v elektrických pripojeniach. Alternatívne môžu byť kovy priamo roztavené (zváranie); Akonáhle sa roztavené kovové povrchy ochladia, kovy sa spoja. Zváranie zvyčajne vyžaduje otvorený plameň alebo horák na dosiahnutie vysokých teplôt potrebných na roztavenie kovových povrchov. Pre niektoré výrobné miesta to môže byť drahý proces.
Nová, nákladovo efektívnejšia metóda zvárania bola zavedená v 40. rokoch 20. storočia. Táto technika, ultrazvukové zváranie, používala vysokofrekvenčné zvukové vlny a tlak na spojenie kovov dohromady a vyžadovala menej energie ako konvenčné zváranie. Ultrazvukové zváranie kovov sa vyvíjalo v 50-tych a 90-tych rokoch 20. storočia, keď sa elektronika používaná v zariadení stala sofistikovanejšou a počítač mohol tento proces kontrolovať. Od tejto doby sa táto technika používa na plasty, kde sa stala populárnou.
V tomto článku sa zameriame na vybavenie a fyzikálny proces ultrazvukového zvárania, ako ho spoločnosť New Balance použila na výrobu atletickej obuvi a výhody a nevýhody tejto techniky. Najprv sa pozrime bližšie na to, ako zvukové vlny spájajú materiály, kovové aj plastové.
