材料的超聲波切割

超聲波切割的原理與傳統的材料切割技術完全不同。在第一種情況下我們使用 超聲波能量這不需要磨銳工具的切削刃和施加很大的力。

與機械切割不同，超聲波切割沒有碎片、沒有噪音、沒有像激光或其他熱處理那樣燒焦的邊緣、沒有煙霧或氣體。與水刀切割相比，水分不會滲透到材料中。在切割成本方面，超聲波切割是激光和水切割的替代品。

刀尖超聲波振動，摩擦力極小，切割材料不粘連，這對於粘性彈性材料、冷凍食品、橡膠等不能在壓力下切割的材料尤為重要。

人類無法聽到超聲波。超聲波切割刀在縱向上以 10 — 70 µm 的振幅振動。振動是微觀的，所以是看不見的。該運動每秒重複 20,000 - 40,000 次（頻率 20 - 40 kHz）。

頻率越低的超聲設備重量越大，輸出功率也越大。更高的振幅也可以在更低的頻率下實現。頻率為 20 kHz 的機器更適合切割厚而堅固的材料。

此類設備的缺點是超聲波頻率接近可聽範圍，操作時可能需要採取降噪措施。

35 kHz 設備更適用於較薄的材料，如箔、仿皮和紡織品，以及加工複雜的形狀。同時，機器在運行時是靜音的。

超聲波切割應用實例

超聲波切割裝置由超聲波換能器、輪轂尖端、刀具和電源組成。超聲波換能器用於將電能轉換為機械（超聲波）能。

目前，電致伸縮幾乎被普遍使用——效果恰恰相反 壓電的…這意味著將交流電壓施加到陶瓷或石英板上的換能器，從而產生超聲波。聲學集中器增加了切割區域傳出振動的幅度。

材料被超聲波能量軟化和切割，刀片只是簡單地起到定位切割和輸出超聲波能量的作用。與其他切削方法相比，切削力降低了約 75%，切削過程的生產率顯著提高。

磨料可用於提高切割效率。

超聲波切割機

切割速度取決於被加工的材料，一般由以下比值確定：V=4*X*e，其中X為最大振幅，m，e為超聲頻率，Hz。

因此，對於 12 微米的振幅和 35 kHz 的頻率，切割速度將為：4 * 0.000012 * 35000 = 1.68 m / s。

從其他技術（例如機械切削）中可知，隨著切削速度的提高，不僅切削力減小，而且刀具刀片的磨損也會減小。因此，硬質合金刀片也推薦用於超聲波切割。硬質合金金屬刀片的耐用度可達 20,000 米或以上。

手持式超聲波切割裝置

超聲波切割適用於橡膠、PVC、印刷電路板、薄膜、複合材料、塑料、各種紙張、織物、地毯、皮革、食品（冷凍肉、糖果、麵包、巧克力等）、薄膜等材料和蜂窩材料，用於清潔化石，用於去除鏽跡和油漆，用於金屬雕刻和雕刻，用於金屬標記。

超聲波切割既可以在手動模式下完成，也可以在自動化裝置和機器人的幫助下完成，還有用於蜜蜂材料 3-D 切割的模型。