В музикалната комедия от 1982 г. "Виктория Виктория" Джули Андрюс пее висока нота в края на кабаретата в Париж на героинята си. Тя поддържа нотите и чашите за шампанско около разбиването на стаята. Това демонстрира блестящо как високите или високочестотни звуци могат да разрушат материалите. Но знаете ли, че високочестотните звуци могат да се използват за свързване на материали заедно? Технология, наречена ултразвуково заваряване, се използва за сглобяване на продукти от много индустрии - от медицински изделия до спортни обувки до автомобили.
Обикновено можете да свържете материали, като използвате крепежни елементи, като нокти, винтове или конец. Това е подходящо за метали, дърво, тъкани и пластмаси. За много пластмаси се използват лепила; лепилата образуват химически връзки между самото лепило и повърхностите на свързаните пластмасови материали. Металите могат да се държат заедно чрез нагряване на други метали като свързващо вещество, като оловен спойка в електрически връзки. Алтернативно, металите могат директно да се стопят заедно (заваряване); щом разтопените метални повърхности се охладят, металите се свързват. Заваряването обикновено изисква открит пламък или факел, за да се постигнат високите температури, необходими за стопяване на металните повърхности заедно. Така че, може да се окаже скъп процес за някои производствени работни места.
Нов, по-ефективен метод за заваряване е въведен през 40-те години. Техниката, ултразвуково заваряване, използваше високочестотни звукови вълни и налягане за свързване на металите заедно и изискваше по-малко енергия от конвенционалното заваряване. Ултразвуковото заваряване на метали, разработено през 50-те до 90-те години на миналия век, тъй като използваната в оборудването електроника става по-сложна и компютрите могат да контролират процеса. От този момент техниката се прилага върху пластмасите, където наистина стана популярна.
В тази статия ще разгледаме оборудването и физическия процес на ултразвуково заваряване, как New Balance го е използвал за изработката на атлетични обувки, както и предимствата и недостатъците на тази техника. Първо, нека разгледаме по-подробно как звуковите вълни свързват материали, както метални, така и пластмасови.
