การศึกษาการประยุกต์ใช้อุลตร้าโซนิกในการเชื่อมท่อพลาสติกกลม

การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ ศึกษาวิธีการนำระบบอุลตร้าโซนิคมาเชื่อมต่อพลาสติกกลม โดยได้พัฒนาเครื่องเชื่อมท่อพลาสติกกลมด้วยอุลตร้าโซนิคขึ้นมาให้ใช้กับหัวเชื่อมสองหัว คือ แบบหัวเชื่อมครึ่งวงกลมและแบบหัวเชื่อมในแนวแกนเพื่อใช้ในการทดลองกับท่อพลาสติกกลม (PMMA) ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 35 mm. หนา 2 mm. มีมุมบากของท่อหลายขนาดเพื่อให้สามารถสวมเข้ากันได้ ใช้ความถี่ในการเชื่อมที่ 28 kHz สำหรับหัวเชื่อมแบบครึ่งวงกลมใช้หัวเชื่อมครึ่งวงกลมในโหมดการสั่นที่ 1-3 เวลาเชื่อม 5-10 วินาที ส่วนหัวเชื่อมในแนวแกนมีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านเล็ก 12 mm เส้นผ่านศูนย์กลางด้านใหญ่ 25 mm ความยาว 98 mm ปลายหัวเชื่อมเป็นสี่เหลี่ยมขนาดหน้าตัด 6x10 mm2 เชื่อมชิ้นงานที่ความเร็วรอบ 25, 45, 67 และ 100 rpm โดยการเชื่อมทั้งสองแบบมีแรงดันด้านข้างช่วยเสริมให้เกิดแนวเชื่อม ผลการศึกษาพบว่า การประยุกต์ใช้อุลตร้าโซนิคในการเชื่อมท่อพลาสติกกลมนั้นสามารถสร้างรอยเชื่อมได้และที่ตำแหน่งจุดเชื่อมนั้นพลาสติกจะเกิดการหลอมละลายเป็นเนื้อเดียวกัน ผลการทดลองพบว่าในการเชื่อมด้วยเครื่องเชื่อมแบบหัวเชื่อมครึ่งวงกลม ส่วนใหญ่ทอพลาสติกสามารถเชื่อมติดกันได้ ไม่ว่าจะมีมุมบากสองด้าน หรือมีมุมบากด้านเดียว ซึ่งรอยเชื่อมที่เกิดขึ้นมีลักษณะใย และเป็นจุดกระจายตัวไปโดยรอบท่อ หรือเป็นจุดตามโหมดการสั่นของหัวเชื่อม ส่วนพื้นที่ที่ไม่เกิดรอยเชื่อม จะมีลักษณะขุ่น เนื่องจากเป็นลักษณะเดิมของท่อที่ผ่านการกลึงบากมาก่อนการเชื่อม นอกจากนี้การศึกษายังได้ทำการสร้างกราฟเพื่อช่วยออกแบบหัวเชื่อมครึ่งวงกลม ซึ่งกราฟดังกล่าวสามารถใช้ออกแบบขนาดของหัวเชื่อมตามโหมดการสั่นที่ต้องการ ตั้งแต่โหมดที่ 1-6 และตามขนาดของท่อที่ต้องการเชื่อม โดยกราฟดังกล่าวได้รับการสอบเทียบความถูกต้องกับการทดลองที่โหมดการสั่นต่าง ๆ และความถี่ต่าง ๆจากห้องปฏิบัติการของ Department of Electronics and Computer Systems, Faculty of Engineering, Takushoku University, Japan