高精度超音波溶接ホーンおよびソノトロード:FEA最適化音響ツール

±0.01mmの公差で加工されたカスタム設計のソノトロード。 航空機グレードチタン(Ti-6Al-4V) 硬化鋼材に対しても、当社は均一な振幅分布と周波数ドリフトゼロを保証し、お客様の重要な組立ラインに最適なソリューションを提供します。

✔ ガラス入り材料用の硬化チップ

✔ 医療用途向け FDA 準拠仕上げ

✔ 3Dシミュレーションに最適化された共鳴プロファイル

当社の4段階ソノトロード設計・試験プロセス

3D CADおよびFEAシミュレーション

3D CADおよびFEAシミュレーション

すべてのソノトロード設計は、製造前に応力集中と共振プロファイルをシミュレーションするために、厳密な有限要素解析(FEA)を受けます。

超音波溶接ヘッドの応力解析図1

振幅最適化

お客様のポリマーの音響インピーダンスに基づいて、必要な振幅ゲイン(25μm~150μm)を正確に計算し、溶接面全体に100%均一なエネルギー伝達を保証します。

インピーダンスアナライザのテスト

インピーダンスアナライザのテスト

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精密製造

有限要素解析(FEA)と周波数試験の後、ホーンは±0.01mmの公差でCNC加工され、レーザー測定によって検証されます。

超音波溶接ホーン(超音波ソノトロードとも呼ばれる)は、超音波トランスデューサーと溶接対象物を接続する部品です。超音波ホーンは通常、アルミニウム、チタン、スチールなどの材料で作られ、溶接対象物に超音波を伝達し、圧力を加える役割を果たします。超音波ホーンの設計は溶接効果に直接影響を与えるため、超音波溶接機に不可欠な部品の一つとなっています。     

Hyusonicの超音波ホーンは、CAD設計に基づいてカスタムエンジニアリングされ、多様な溶接用途に最適な構造を実現しています。製造前に、各ホーンは厳格な応力解析を受け、最高の溶接性能を確保しています。精密CNC加工とレーザー測定技術を用いることで、ホーン製造における高精度を実現しています。当社の超音波ホーンは、超音波プラスチック溶接、超音波金属溶接、超音波切断など、幅広い超音波プロセスに適した汎用性の高いツールです。

超音波金属溶接ホーン画像
さまざまなデザインの角

業界で実証されたデザイン

  • 鋸歯状先端部を備えた繊維/繊維溶接ホーン

  • 自動車部品用多点接触ホーン

  • 電子部品のマイクロ溶接チップ

高精度設備

  • CNC加工により±0.01mmの許容誤差を実現

  • トランスデューサーに合わせた共振周波数(15kHz/20kHz/28kHz/30kHz/35kHz/40kHz)

  • 均一な振幅分布のための溶接ホーンの専門的な応力解析

段付きホーン
ヒュソニック超音波ホーン
アルミニウムとチタンのホーン

材料科学の専門知識

  • 高振幅用途向け航空機グレードチタン(Ti-6Al-4V)

  • コスト重視のプロジェクト向けの硬化アルミニウム合金

  • 特殊金属溶接用のカスタム鋼合金

超音波ソノトロードの表面処理

超音波溶接ホーンは高強度動作のため、摩耗、凝着、腐食などが発生しやすく、性能低下につながります。表面処理により、溶接ホーンの滑らかで均一な表面を確保し、溶接強度不足、ワークの変形、表面欠陥による溶接斑点の見苦しさなどの問題を回避できます。

さまざまな表面処理プロセス

  • めっきプロセス: 一般的に、クロムまたはニッケルは電気メッキまたは化学的方法でメッキされ、これにより溶接ホーンの耐摩耗性と耐腐食性が向上し、表面とワークピース間の接触効果が向上します。
  • コーティング工程: 一般的なコーティングとしては、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)コーティング、窒化チタン(TiN)コーティング、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)コーティングなどがあり、溶接ホーンの耐用年数を大幅に延ばし、材料の付着を低減することができます。
  • 研磨処理:  機械研磨または電解研磨により表面粗さ(Ra≤0.2μm)を低減し、材料の付着を最小限に抑えます。

超音波ソノトロードの応用

超音波溶接ホーンは、プラスチック溶接、金属溶接、不織布溶接などに使用できます。また、繊維材料、ゴム、皮革などの複合材料の切断、エンボス加工、リベット打ち、打ち抜き加工などにも適用できます。

交換可能な超音波ホーン(リベッティング、スポット溶接、エンボス溶接)

超音波ホーンの設計ガイドライン

当社の超音波溶接ホーンは、製品特性に基づいてカスタマイズされた溶接ソリューションを評価し、金型の開口から加工までをカスタマイズする必要があります。最適な溶接ホーンを設計することによってのみ、最適な溶接効果が得られます。

顧客に関するFAQ

超音波溶接ホーンは何に使用されますか?

超音波溶接ホーン (ソノトロード) は、高周波振動をワークピースに伝達し、プラスチック、金属、繊維の精密な接合を可能にする超音波溶接システムの重要なコンポーネントです。

横方向の周波数を分離するために、幅広または複雑な形状のホーンに縦方向にスロットが加工されます。これにより、超音波が純粋な縦方向に伝搬し、 最大かつ均一な振動振幅 溶接面において。

一般的な材料:

  • チタン(Ti-6Al-4V) – 高強度、長寿命

  • アルミ7075 – 軽量で経済的

  • 工具鋼 – 特殊な金属溶接用

材質と用途にもよるが、適切に設計されたチタン製ソノトロードは長持ちする。 2年間から5年間 (標準環境下では最大50万サイクル)の耐久性があります。30%ガラス繊維強化ナイロンなどの研磨材を使用すると、この寿命は短くなります。

はい!カスタムホーンはCNC加工で以下のものに合わせて製作されます。

  • ユニークな部品形状 (例:医療機器部品)

  • 特定の振幅要件

  • 機械の互換性 (ブランソン、ハーマンなど)

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