Тепловое и ультразвуковое запечатывание — два популярных упаковочных решения, которые часто сравнивают. Вы, наверное, знаете, что тепловое запаивание обладает такими характеристиками, как сильная герметизация и прочная упаковка. В то время как ультразвуковое запечатывание обладает более высокой точностью. Но Вы можете не знать более подробного и всестороннего сравнения. Далее я подробно расскажу Вам об их характеристиках.
Что такое ультразвуковое уплотнение
Ультразвуковое уплотнение использует ультразвуковую энергию для склеивания материалов, воздействуя на их молекулярную структуру высокочастотными колебаниями. В результате материал становится мягким. Материалы удерживаются вместе наковальней, скрепляясь и образуя уплотнение.
Более подробно: сварочный инструмент концентрирует ультразвуковую энергию на материале. Это заставляет две уплотняющие поверхности вибрировать и выделять тепло. Поверхности расплавляются и образуют уплотнение. Ультразвуковое уплотнение особенно подходит для применений, требующих прочных, точных и чистых уплотнений. Особенно в тех отраслях, где гигиена и целостность материала имеют решающее значение.
Что такое тепловая герметизация
Термическое запечатывание подразумевает использование тепла и давления для запечатывания материалов. Особенно важно тщательно контролировать время выдержки и время охлаждения. Если эти факторы не будут точно соблюдены, печать может стать слабой или даже повредить упаковку. Как следует из названия, при этом процессе выделяется значительное количество тепла для создания прочного уплотнения. Однако это тепло может повлиять на качество продукта или создать угрозу безопасности. Этот метод широко используется во многих отраслях промышленности, таких как пищевая, фармацевтическая и электронная.
Сравнение ультразвукового и теплового уплотнения
Стоимость
Энергоотдача ультразвукового запаивания меньше, чем энергоотдача теплового запаивания. Например, системам запайки с кондуктивным нагревом может потребоваться четыре 500-ваттных картриджных нагревателя для постоянного поддержания температуры в полосе запайки. В то время как ультразвуковой сварочный аппарат аналогичной мощности нуждается в источнике питания с пиковой мощностью 1500 Вт. И он потребляет энергию только короткими импульсами.
При одинаковом объеме нетто продукта ультразвуковое запечатывание расходует меньше материалов на один пакет, чем тепловое. При этом уплотнение при тепловом запаивании шире. Таким образом, материальные затраты на ультразвуковую запайку меньше, чем на тепловую.
Прочность уплотнения
В целом, тепловое запечатывание обладает более высокой прочностью. Но для материалов, которые более совместимы с ультразвуковой технологией, прочность уплотнения при ультразвуковом запаивании выше.
Безопасность во время работы
При тепловом запаивании выделяется значительное количество тепла. В то время как при ультразвуковом запаивании тепло выделяется только внутри свариваемого материала. Кроме того, аппарат для тепловой герметизации сложнее. Поэтому термическая запайка несет в себе больший риск угрозы безопасности.
Обслуживание и ремонт
Термозапаивающие машины имеют более сложную конструкцию и более высокие механические требования. Поэтому они требуют более частого обслуживания, и Вы должны чаще их проверять. Кроме того, во время работы они выделяют много тепла. Это делает их более подверженными повреждениям.
Ультразвуковые запаивающие машины более стабильны, их легче тестировать и ремонтировать при возникновении проблем. Это избавит Вас от множества проблем. Кроме того, они реже повреждаются по сравнению с тепловыми запайщиками.
Скорость уплотнения
Ультразвуковое уплотнение, как правило, быстрее, поскольку процесс уплотнения происходит практически мгновенно. Он может запечатывать материалы за миллисекунды. Ультразвуковые колебания генерируют локализованное тепло на границе запечатывания. Это позволяет материалам быстро скрепляться. К тому же, по сравнению с тепловой запечаткой, в этом процессе нет необходимости в фазе охлаждения.
Эффективность уплотнения
В отличие от теплового запаивания, при ультразвуковом запаивании не используется много тепла. Это снижает риск неравномерного уплотнения и повреждения упаковки. Ультразвуковое запечатывание обладает более высокой степенью точности. Это минимизирует риск утечки продукта и обеспечивает надежность запечатывания.
Некоторые продукты могут оставлять на поверхности запечатывания остатки растительных веществ, порошков, напитков и масел. При тепловой герметизации они могут быть запечатаны в упаковочный пакет. При этом происходит загрязнение. Или это может повлиять на эффект запечатывания. Это может привести к неравномерному запечатыванию или даже к отказу в запечатывании. Вибрация при ультразвуковой сварке может вытряхнуть загрязнения из зоны запечатывания. Вибрация и давление также могут разрезать крупные остатки на мелкие кусочки и вытряхнуть их из зоны запечатывания. Это дополнительно обеспечивает эффективность ультразвуковой герметизации. Таким образом, герметизация может быть надежной даже при наличии остатков в зоне герметизации.
Точность
По сравнению с тепловым запаиванием ультразвуковое запаивание обладает более высокой точностью. Оно предлагает более точный и программируемый контроль над более чем десятком факторов, влияющих на процесс запечатывания. В то время как при тепловом запаивании можно контролировать только такие факторы, как температура, давление, время выдержки и время охлаждения. Более точный контроль ультразвукового запаивания гарантирует надежность и гибкость.
Безопасность упаковки
При тепловом запаивании печать получается более широкой. А более широкая печать часто означает более безопасную и надежную упаковку. Увеличенная площадь запечатывания позволяет пломбе выдерживать большие растягивающие и сжимающие усилия. Более широкая печать распределяет внешнее напряжение более равномерно. Уменьшается концентрация напряжения в одной точке. Таким образом, снижается риск разрушения пломбы. В отличие от этого, ультразвуковое уплотнение имеет меньший размер. Эта особенность потенциально может привести к проблемам с контролем качества.
Регуляторные преимущества
Среди продаваемых на рынке пленок для запечатывания все больше пленок предназначены для теплового запечатывания. Технология термозапечатывания широко используется и хорошо зарекомендовала себя. Она имеет больше преимуществ с точки зрения регулирования.
Принципы работы
Принципы ультразвукового уплотнения в Уокинге
Основное различие между ультразвуковым и тепловым уплотнением заключается в том, что тепло, генерируемое при ультразвуковом уплотнении, образуется только внутри свариваемого материала. В частности, при ультразвуковом уплотнении звуковые волны вибрируют на молекулярном уровне материала для выделения тепла. Эта вибрация имеет точную частоту. Скорость уплотнения очень быстрая. Уплотнение может быть выполнено за время от 100 до 200 миллисекунд. Части соединяются друг с другом с помощью когезивных или формообразующих соединений. Таким образом, образуется прочная молекулярная связь.
Машина для запечатывания состоит из нескольких компонентов. В том числе источник питания, стек, состоящий из преобразователя, бутера и рога, пневматический привод и основание с металлическим креплением или наковальней. Преобразователь преобразует высокочастотный электрический сигнал в механические колебания. А бустер усиливает эти колебания, чтобы увеличить амплитуду до необходимого уровня.
Рупор посылает механические колебания на границу раздела между поверхностями материалов. Возникает межмолекулярное и поверхностное трение. Это трение генерирует тепло. Расплав между двумя частями. И застывает в сварное соединение.
Принципы работы теплового уплотнения
Чтобы обеспечить надлежащее запечатывание, термозапайщик должен точно контролировать температуру, давление, время выдержки и время охлаждения. Регулировка параметров зависит от используемых материалов. Вы должны хорошо контролировать эти факторы. Процесс включает в себя подачу тепла, чтобы расплавить слои пластика, и давление, чтобы тепло проникло через все слои. В результате материал расплавляется и соединяется. Затем фаза охлаждения затвердевает. В это время давление должно поддерживаться до полного охлаждения. Очень важно строго контролировать эти факторы. Ведь любая ошибка в этих факторах может привести к слабой или неудачной герметизации упаковки.
Применение ультразвукового уплотнения
Ультразвуковое уплотнение известно своей высокой точностью. Особенно подходит для изделий, требующих высокого уровня точности. Кроме того, тепло, необходимое для ультразвукового уплотнения, генерируется только внутри свариваемого материала. Эта особенность снижает риск возникновения неровных или поврежденных уплотнений.
| Отрасли | Примеры продуктов | Особенности упаковки |
| Продукты питания | Салат из холодильника, скоропортящиеся продукты, готовые блюда в пакетах, картонные упаковки для напитков, пломбы на молоке | герметичность, функциональность |
| Электроника | кабели, жгуты проводов, батареи для смартфонов, датчики | Точно, тепло, необходимое для ультразвукового уплотнения, генерируется только внутри свариваемого материала |
| Медицина и фармацевтика | Стерильные хирургические халаты, маски, пакеты для жидких лекарств, фармацевтические лотки | Точно, тепло, необходимое для ультразвукового уплотнения, генерируется только внутри свариваемого материала, стерильные уплотнения |
Применение тепловой герметизации
Широко используется тепловая герметизация, она обладает сильной герметичностью. Популярна во многих отраслях промышленности.
| Отрасли | Примеры продуктов | Особенности упаковки |
| Продукты питания | Продукты в пластиковых пакетах или пакетах из фольги, вакуумная упаковка: такие продукты, как мясо, сушеные товары и кофейные зерна | Прочная герметизация, предотвращающая проникновение кислорода и влаги, прочная упаковка |
| Товары для дома | Стиральные порошки и чистящие средства | Сильная герметизация, прочная упаковка, герметичные уплотнения |
| Медицинская упаковка | Шприцы, бинты, таблетки, пакеты для жидких лекарств | Прочная герметизация, обеспечивающая безопасность продуктов |
Заключение
Ключ к выбору между ультразвуковым и тепловым запаиванием лежит в Ваших конкретных потребностях. Если Вам нужен метод запечатывания с высокой точностью и более безопасный, то ультразвуковое запечатывание — лучший выбор. Если же Вам нужна более прочная и надежная упаковка, то Вам подойдет тепловая запечатка. Для более детального рассмотрения Вы можете обратиться к пунктам, которые я описал ранее.
