電影鐵達尼號沉沒記搬上銀幕後,所造成的旋風熱潮,真是難得一見。我們會有感而發的思考這種海上災難,依照目前的航海技術與科技設備,會撞到冰山是大家難以接受的。然而在1912年代事實的證明,是對於超音波的技術尚未運用於航海聲納探測,如此的悲劇當然在當時是無法避免的。所幸在我們目前日常生活及工商業中,雖然對於超音波的運用或許不能說登峰造極,但已是運用廣泛大至航太,小至醫學,更小至洗碗、洗手錶、眼鏡等,絕非鐵達尼時代所能想像。當然超音波現在跟大家非常有關係的,就是貴公司手上賴以賺錢生財的超音波塑膠熔接機,既然是幫助我們賺錢的工具,如果不知道如何去用它,就好像買了手錶不知道如何戴,非常可惜。在這16年來的超音波熔接服務過程中,我們很直接且誠懇的對客戶作幾個咨詢問題:

 

 

 

※如果您擁有超音波塑膠熔接機,是否曾感覺無法充份發揮機台效率的困擾?

 

 

 

※如果您的產品需要超音波熔合,是否面臨如何設計的問題?

 

 

 

※如果您的產品在超音波熔合過程中出了問題,您將如何?

 

 

 

這些如果,相對的也產生許多待解決的問題。通常最直接也是大家認為最快的,就是由超音波廠商來處理。但是我們必然會發現到,在超音波技術員未到之前,您已是一分一秒的時間成本在流失,當技術員服務後離開了,當然有可能您這筆生意的利潤,也必須提撥一些成為服務費用了。然而這種狀況有時是可以避免的,大部份公司的經營理念都會特別強調服務第一,然而我個人的觀點卻認為教育訓練為先,正如我們常聽到工業上的名言《預防重於修理,修理重於購置》這個預防就是平常的教育訓練及資訊的蒐集,這也是天環成立資訊管理中心的宗旨:整合型的教育訓練。所謂整合型的教育訓練即客戶產品設計、塑膠廠、與超音波運用技術的整合。如果讓每位產品設計工程師與每家塑膠成型及塑模廠,都能嘹解超音波使用原理與技巧,那不僅可以幫助大家更嘹解您的產品在什麼時機可以運用超音波熔接來提高效率,並可防止許多超音波產生的熔接問題。在這五年當中相信有許多客戶,已完成了公司舉辦的工業超音波教育訓練,與收到本人所著超音波使用技術與探討一書。然而這只是個開端,因為塑膠熔接領域是非常廣泛,如熱熔鉚點、音波傳導、銅釘埋植等等皆是。在事業而言,大家是整個企業生命共同體,我們期望的是未來的發展而非只求目前的生存,也惟有讓客戶有高水準的產品,提升國際產品競爭力,才是正確之道!

 

《直熔式熔接》

 

 

 

隨著工商業的發展,產品的結合技術也一直再提升,從傳統的鎖螺絲、瞬間膠、化學溶劑、射出包熔的結合方式,已演變為當下的超音波震動傳導、熱板直熔、高週波等熔接方式。因為工商業的發達,在不僅追求高效率的生產時,同樣也帶來環保的需求,所以傳統的結合方式,已少見於現在的工商生產作業。前期資訊月刊專業技術講座中,已介紹過超音波塑膠熔接,本期將繼續探討『熔接技術之熱板式熔接』“所謂熱板式熔接”即利用電熱管或板,配合溫度控制箱,使到達所設定溫度進行產品熔接。其熔接方式可分為直熔式與熱板滑動式二種,直熔式即熱熔工具頭直接於產品進行銅釘、螺絲之植入,或塑膠柱與金屬片鉚合成型等謂之直熔式熔接,另一為熱板滑動式熔接,如產品蓋與本體的結合,即1.產品蓋子用真空吸盤方式,使其附著於上模(此時狀態為上下模分開)2.由側邊熱板滑動至定位3.上模下降使產品蓋與本體達預熱為可結合狀態4.上模退回熱板退回5.上模下降結合產品,以上即為滑動熱板式作業方式。然而大家會想超音波傳導、熱板式熔接、高週波等熔接的差別在那裡?功能又在那裡?以下將為各位逐一說明:

 

 

 

※超音波熔接:生產速度最快,一般在0.4~1.0秒即可完成熔接與硬化,不會產生有害化學反應與毒性然其缺點在15KHZ以下,會有80分貝以上噪音,能量擴大器(上模)受限於傳導面積,且 PPPE、耐龍等軔性較高材質較不易熔接。

 

 

 

※熱板式熔接:較不受限於熔接面積,故通常對大型產品可一次完成熔接,因屬恆溫熔接不會如超音波受電壓與氣壓之變化,而影響其輸出熱能量。另外亦不會有震動位移與震傷等顧慮,其缺點為熱板滑動式生產時效率不高,除非用於大型PPPE、耐龍或較為特殊產品,且因長時間高溫,對模具材質有因熱變形之現象,所以一般熱板式熔接較普遍用於銅釘、螺絲埋植、塑膠柱鉚點等直熔方式。

 

 

 

※高週波熔接:利用正負電極產生之熔接效果,本熔接方式亦可熔接大型產品,惟熔接後材質較容易產生脆化現象,機台成本較高、代客加工廠少、干擾電視等缺點。

 

 

 

《另外在熔接領域中,尚有一種針對圓型產品之旋轉熔接,

 

《專題講座-揭開條條道路通羅馬的迷思》

 

 

 

在熔接作業中,經常碰到卻最不喜歡聽到的一種情形,就是當我們發現熔接後的產品未達到標準,而需重新調整或更新時,總會聽到這樣的抱怨:『你們的業務員說要這樣的』或『別人都這樣做的』。在這種情況下,處理事情的人無言以對,因為是自己同仁說的或是已經有人這樣做了,就沒什麼話好說了!其實大家都掉入一個陷阱〞先入為主〝,我們總會認為跟著走就沒有錯,問題是跟著走就是現狀,當然現狀如果滿意就不需調整或更新作法了,但想要突破或發現更好的,那沒第二條路就是改變現有的。

 

 

 

當然要重新調整或改變產品的設計時,必須確定目前操作條件技巧都沒有問題,因為改變已經完成的產品是迫不得已之事,應極力避免。現在我們來談到今天的主題,為什麼要揭開『條條道路通羅馬』的迷思?這和熔接作業又有什麼關係?當然有關係,因為業務員或製造師父或別人告訴您的,甚至您想到的所有熔接技巧條件都沒有錯,都可以拿來當熔接作業的參考與試驗,所以條條道路通羅馬是沒有錯的,問題是通的順不順罷了。正如從台北到高雄可以搭飛機、火車或自己開車,甚至走路亦無不可。超音波熔接作業也一樣,導熔線開上或開下都可熔接,問題在熔接時間的長短,但雖然都可以熔接只是熔接時間的長短,卻影響到生產效率與外觀。當然時間長就容易傷到表面,此時如果上模製造時,能出力強些,熔接時間就可縮短。所以導熔線在上在下又有什麼關係?超音波能量傳導速度對幾m/m的塑材又能影響多少?人云亦云,缺少專業知識與正確的判斷力是導至迷思的開始,因為許多人在超音波熔接中,總迷惑在導熔線的方向上,卻忽略了產品的超音波導熔線主要功能是為引導熔接,所以重點在於導熔線的角度、尺寸與分佈,而不在上或《如何讓您的產品在超音波中出頭天》

 

 

 

在吾人所著超音波熔接技術與探討一書中,曾開宗明意指出目前大家對超音波熔接作業的一些盲點:

 

 

 

1.無法發揮超音波熔接機的真正效率

 

 

 

2.不知如何設計塑膠產品來配合超音波熔接加工

 

 

 

3.不知道如何診斷超音波熔接過程所發生的問題

 

 

 

其實這些問題,是因為多年來國內對超音波應用技術與資訊的封閉,加上大家長期無法正視自己產品對未來熔接加工方式的需求,而必須等用到或發生熔接上的問題再來探討與思考,可惜這只是個治標方式,一旦事過境遷終將淡忘,待下一次的來臨又發生同樣的結局,究其原因是超音波熔接加工,通常是在成品的最後階段,問題形成也是最後才發現,遺撼的是當在此時發現問題,先前的努力,也全部成為泡影,這是大家不可掉以輕心的,其實欲得良好的超音波製品取決於五項關鍵:

 

 

 

※超音波熔接機的出力與產品尺寸的配合(出力能量的選擇)

 

 

 

※超音波模具的正確設計。

 

 

 

※超音波熔接的條件(加工技術)

 

 

 

※超音波模具的正確架設。

 

 

 

※產品的設計與超音波熔接的配合。

 

《超音波熔接變數與對測》

 

 

 

人的情緒會隨環境影響而有變數,超音波熔接品質雖然沒有情緒的困擾,但卻有環境作業條件的影響,這種影響即為所謂的變數,也就是在突發、不確定狀況下產生的作用,這種作用相對的帶來品質的不穩定與不良率。雖然每種產品總定有它的誤差比率,然而追求零缺點的需求,是大家共同的目標。也因為如此才有零缺點的口號,當然許多所謂的零缺點、百分之百品質,總是在全檢後,而在全檢的過程中,已不知篩選或淘汰多少不良品了!

 

 

 

超音波熔接作業中,因為超音波輸出的能量與動力,是靠氣壓與電壓的轉換結合,大家也知道只要牽涉到電氣壓,尤其氣壓就一定有不穩定的現象發生,當然在超音波熔接作業也有1~3%不良率的設定,這種變數牽涉在臺灣2300多萬人口在使用電力,以及空氣壓縮機通常設定在儲存筒最低存量自動打氣的臨界點,這種慣性所產生的超音波能量轉換誤差,均是造成熔接品質不穩定的因素。雖然這種變數在所難免,但是如果我們從經驗值上的標準超音波熔接條件中,加上10~20%的安全係數與配合機台上的微調定位,如此將不難改善這種變數帶來對超音波作業品質的影響!

 

《熔接基石“超音波模具架設”》

 

 

 

『技巧一』

 

 

 

『工欲善其事,必先利其器』,在超音波熔接作業中,縱使有性能多好的機台、製造多精密的模具、射出多美好的塑膠產品,如果沒有正確有效率的架模技巧,那一切的努力將是成空,由此可以知道模具架設技巧的重要性。然而模具架設技術,卻因各家生產的超音波機台,在設計與習性上而有所差異。雖然如此,但是超音波熔接作業理論與原則卻是不變的,既然有其不變的熔接理論基礎,就有模具架設原則的共通點。

 

 

 

在工業社會中,因產品特色與功能的需求,擁有幾部不同廠牌的超音波熔接機也是必然,可是架模問題也將由此產生,不僅各家傳承方法有異,更有因各家廠商中服務人員離職的流動,其架模技術也在傳承中發生斷層或差異狀況,最後客戶也發展出一套架模方式來共相盛舉,到底那一套才是適合的?那一種才合乎效率的架模方式呢?這不難,只要先了解超音波熔接原理,那一類型、那一種廠牌的超音波架模技巧,將可迎刃而解。

 

 

 

下。

 

 

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