Ultrasonik Kaynak Makinaları ve Ultrasonik Otomasyon Sistemleri, ultrasonik güç kaynağı, piezo çevirici ve horn adı verilen kaynak kalıbından oluşmaktadır. Sonikel Ultrasonik, ultrasonik kaynak ve ultrasonik kesim konusunda sektörü bilgilendirmekte ve eğitimler vermektedir.

1. ULTRASONİK KAYNAK
SİSTEMİNİN TEMELLERİ
Sonikel Ultrasonik Sistemleri
Özcan Durahim
Elektronik Yük. Müh. ,MBA
www.sonikel.com.tr
www.ultrasonikhorn.com

2. SONİKEL ULTRASONİK HAKKINDA
 Sonikel Ultrasonik, Ultrasonik Kaynak, Ultrasonik
Kesim ve Otomasyon sistemleri konusunda
tasarım, üretim, satış ve satış sonrası hizmetler
vermektedir.
 Yerli üretim, dijital güç kaynakları ve alüminyum,
çelik ve titanyumdan imal horn tasarımları ile
sektördeki önemli bir açığı kapatmaktadır.
 Uzman mühendis kadrosu ve Ar-Ge alt yapısıyla
sektörde yeni ultrasonik kaynak uygulamaları
gerçekleştirmektedir.

3. ULTRASONİK KAYNAK NEDİR?
 Ultrasonik kaynak, günümüzde plastik
parçaların ve demir olmayan
metallerin birleştirilmesi ve
montajında kullanılan en hızlı ve
maliyet etkin çözümdür.
 Ultrasonik kaynak teknolojisi,
endüstride hem ekonomik bir çözüm
sunar hem de çevreci bir teknolojidir.
Çünkü ultrasonik yöntem
kullanıldığında, her hangi bir
sabitleyiciye, silikona ya da solvent
bazlı kimyasala ihtiyaç duyulmaz.
 Sonikel Ultrasonik, bu teknolojiyi
otomasyon ile birleştirerek anahtar
teslimi çözümler sunmaktadır.

4. ULTRASONİK KAYNAK YÖNTEMİ
 Ultrasonik kaynak yöntemi kullanılarak tüm katı
termoplastikler, sentetik tekstil ürünleri ve filmler
birleştirilebilir.
 Ultrasonik kaynak yönteminde akustik bir parça olan
“horn” kullanılır. Bu horn tasarımı tamamen ürüne
bağlıdır.
 Ultrasonik titreşimler ile saniyede 20 000 veya 40 000
kez sürtünmeler oluşturulur ve bu sürtünmeler plastiği
eriterek yapışmasını sağlar.
 Bu titreşim sayısına bağlı olarak sistem 20kHz veya
40kHz olarak adlandırılır.
 Ultrasonik kaynak sisteminin diğer öğeleri Ultrasonik
titreşimleri başlatan ve kontrol eden güç kaynağı,
elektriksel titreşimleri mekanik titreşimlere dönüştüren
“convertor” ve parçayı sabit tutmaya yarayan alt kaynak
kalıbıdır.

5. ULTRASONİK KAYNAK SİSTEMİNİN
BİLEŞENLERİ
 Ultrasonik kaynak
sistemleri, ultrasonik bir
güç kaynağı ve mekanik
pres sisteminden oluşur.
 Ultrasonik güç kaynağı,
şebekeden aldığı elektrik
enerjisini Ultrasonik
kristalin titreşime
çevirebileceği frekans ve
genlikteki bir elektrik
işaretine dönüştürür.
 Elde edilen bu elektrik
işareti, ultrasonik kristale
beslenir. Ultrasonik
kristal bu işareti mekanik
titreşimlere çevirir.

6. ULTRASONİK KAYNAK SİSTEMİNİN
BİLEŞENLERİ
 Booster, kristalin oluşturduğu genlik miktarı düşük olan
titreşimleri, yükselterek kaynatılmak istenen malzemenin
erime noktasına çıkaracak noktaya taşır. Boosterın çeşitli
yükseltme oranlarına sahip tipleri mevcuttur. Bunlar 1:2
veya 1:3 şeklinde olabilirler.
 Horn, booster ile gelen titreşimleri kaynatılacak ya da
kesilecek parçaya aktarır. Ürünle sürekli temas halinde
olan bu parçanın tasarımı önemlidir. Çünkü ultrasonik
hornun uygun frekansta titremesi durumunda ancak erime
meydana gelir. Aksi halde horn ısınır ve bir süre sonra
uygun kaynak elde edilemez olur.
 Kaynatılacak parçalar ve sabitleme fikstürü hornun altında
uygun şekilde yerleştirilmelidir. Parçalar, kaynak esnasında
sabit kalmalı ve ultrasonik titreşimler istenilen yerlere
(enerji direktörlerine) iletilebilmelidirler.

7. ULTRASONİK TİTREŞİM GRUBU
 Ultrasonik bir titreşim grubunu oluşturan temel yapıtaşları
şunlardır;
 Ultrasonik Kristal
 Booster (Mekanik Yükselteç)
 Ultrasonik Horn
 Ultrasonik Kristal: Elektrik enerjisini mekanik enerjiye
çeviren elektromekanik sensör grubudur. Bu sensör
grubu, aldığı yüksek frekanslı(20kHz, 40kHz gibi) elektrik
işaretine bağlı olarak belirli bir genlikte titreşim oluşturur.
Bu titreşimin miktarı, uygulanan elektrik işaretinin
genliğine ve frekansına bağlıdır.
 Booster (Yükselteç): Ultrasonik kristalin oluşturduğu
titreşimi arttırma ve bazen de azaltma fonksiyonun yerine
getiren temel parçadır. Genlik yükseltmesi yapılırken,
uygulamada kullanılan hammaddeye ve ürünün
geometrisine göre seçim yapılır.
 Ultrasonik Horn: Boosterdan elde edilen yükseltilmiş
titreşimleri kaynak ya da kesim yapılacak malzemeye
uygulayan ana parçadır. Horn, malzeme ile kaynak
esnasında devamlı sürtünme halinde olduğu için tasarımı
ve malzeme seçimi çok önem kazanmaktadır.

8. ULTRASONİK HORN TİPLERİ
 Hornları 2 başlık altında toplarız. Birincisi
fonksiyonlarına göre, ikincisi şekillerine göre;
 Fonksiyonlarına göre;
1) Kaynak hornları (plastik, tekstil ve metal)
2) Kesim Hornları
 Gıda kesim hornları (bıçakları)
 Tekstil kesim hornları

9. ULTRASONİK HORN TİPLERİ
 Şekillerine göre;
 Dairesel Hornları şekillerine göre aşağıdaki biçimde
gruplayabiliriz;

10. ULTRASONİK HORN TİPLERİ

11. ULTRASONİK HORN TASARIMI
 Ultrasonik hornlar, kendi doğal frekanslarında
titreyecek şekilde tasarlanırlar. Hornların bu
doğal frekansta titremelerine “rezonans” adı
verilir. En basit örnek, aksiyel modda yarım
dalga titreyen bir horndur.
 Horn tasarlanırken hedef; ultrasonik titreşim
enerjisini yapıştırılmak istenen plastik parçaya
erime sağlanacak şekilde iletmektir.
 Ultrasonik horn tasarımında dikkat edilecek
diğer bir nokta frekans seçimidir. Hornlar
genellikle 15kHz, 20kHz, 28kHz, 35kHz ve
40kHz frekans değerlerinde tasarlanırlar.
Bunun haricinde özel frekanslarda tasarlanan
hornlar da endüstride görülebilmektedir.

12. ULTRASONİK HORN TASARIMI
 Horn tasarımında öncelikle
çalışılacak güç kaynağının horn
tarama frekansı öğrenilmedilir.
Örneğin bir ultrasonik güç kaynağı
20kHz +/- 200 Hz şeklinde bir horn
değeri vermişse, horn tasarımında
alt limit; 19800 Hz ve üst limit
20200 Hz olacaktır. Ancak yine de
tasarım yapılırken bu aralık daha da
dar tutulmaya çalışılmaktadır.
 Frekans seçimi yapıldıktan sonra,
ultrasonik yöntemle kaynatılacak
ürünün ham maddesi ve geometrisi
incelenmektedir. Sonikel, tüm bu
kısıtları inceledikten sonra horn
tasarımına başlamaktadır.

13. ULTRASONİK HORN TASARIMI
 Ultrasonik Hornlar, plastik kaynak ve
kesim işlemlerinde parça ile temas eden
titreşimi ileten en son noktadaki
komponentdir. Bu titreşim noktasının
enerjiyi en iyi şekilde aktarabilmesi,
tasarımıyla doğrudan ilişkilidir. Bu hedef
doğrultusunda Sonikel Ultrasonik,
tasarım noktasında ürünün
hammaddesi, geometrisi ve baskı
adedini de göz önünde bulundurarak
horn tasarımı yapmaktadır. Horn
tasarımı sırasında, hornun imalat süreci
de düşünülmeli ve işleme zorlukları da
hesaba katılmalıdır.

14. ULTRASONİK HORN ÇATLAMALARI
 Sonikel Ultrasonik , horn çatlama sebeplerini araştırarak bu tür
durumların ortaya çıkmaması için gerekli önlemleri almaktadır.
Ultrasonik Horn çatlama sebeplerine geçmeden önce titreşimi
oluşturan vibrasyon grubunu kısaca tanıyalım;
 Ultrasonik vibrasyon grubu 3 ana elementten oluşur. Bunlar,
kristal dediğimiz çevirici, booster ve ultrasonik horndur.
Ultrasonik kaynak makinasının verimliliğini etkileyen en önemli
unsurlardan bir tanesi bu elementler arasındaki yüzey
uyumudur.

15. ULTRASONİK HORN ÇATLAMALARI
 Endüstride, ultrasonik kaynak işlemlerinde en sık
karşılaşılan sorun horn çatlamasıdır. Ultrasonik horn
çatlamasının sebepleri kısaca şöyle özetlenebilir;
 Metalin metale sürtmesi,
 Zamanla metalin yorulması,
 Ultrasonik horn tasarımındaki hatalar
 keskin köşeler,
 slot tasarım hataları
 doğru frekansa ayarlayamama
 Ultrasonik Hornu, booster ile aşırı sürme
 Ultrasonik Hornu, boostera aşırı sıkma
 Ultrasonik Horn içindeki vidayı aşırı sıkma
 Ultrasonik Horn malzemesinin içindeki görünmeyen çatlaklar
 Ultrasonik kaynak operasyonu esnasında aşırı basınç
uygulama

16. TEŞEKKÜRLER
Sonikel Ultrasonik Sistemleri
www.sonikel.com.tr
www.ultrasonikhorn.com
www.ultrasonikkesim.com
www.ultrasonikkaynak.net