記號筆超聲波焊接結構設計要點

2021-05-06 14:21

記號筆是諸多記號筆品類的統稱，是用塑料、纖維等高分子材料製成筆頭，可在紙張、木材、金屬、塑料、搪瓷、陶瓷等一種或多種材料上作記號或標誌的筆。它可分為油性記號筆、水性記號筆、白板筆、熒光筆、水彩筆和微孔筆頭墨水筆等。記號筆墨水按溶劑類型可分為油性墨水和水性墨水，特別是油性溶劑大多具有較強的揮發性，這就要求記號筆本身具有很好的密封性能，才能減緩其墨水的滲透、揮發等。特別在高溫、幹燥的環境下，即使是揮發性不強的水性墨水，同樣需要記號筆具有良好的密封性能，來防止墨水揮發，更關鍵的是防止筆頭幹涸、堵塞引起書寫不良等致命質量問題的產生。所以記號筆必須選用合適的材料，采用合理的結構，筆的相關零件的配合部分達到密封性能及力學性能等要求，才能維持記號筆在保質期內具有良好的使用性能。

超聲波焊接異形筆杆與尾塞結構設計要點

在記號筆的結構設計時，經常會遇到筆的橫截麵為非旋轉體的造型，如橢圓形、三角形、長方形等異形筆的設計，其密封結構的設計，由於徑向上材料的各向收縮不一致，注塑成型的環筋很難達到密封性能所要求的尺寸精度。為解決異形筆杆、尾塞間的密封問題，通常根據超聲波焊接的方法來解決密封問題。

超聲波焊接結構設計時，要考慮的因素有很多，例如導能點和焊接麵的結構形式將直接影響熔接及密封的效果；焊接麵為一縮小的接觸麵，以利高聲波高能量的集中，達到快速熔接的效果；固定在焊接下模中的料件，被熔接處需有足夠的支撐麵，以便上焊頭在傳遞能量至料件時，上、下料件間可相對的自由振動來達到摩擦生熱而互相熔接；焊接麵還要預留足夠的空間，讓熔接的材料流通以防外溢，影響美觀；焊頭與料件間的接觸麵盡可能大而平坦以防傷到料件的表麵等。因此，異形筆杆、尾塞具體的結構設計應該關注以下的重點：在筆杆的內側表麵上，宜將焊接的支撐麵，設計成有一定角度的斜麵或小平麵，當尾塞和筆杆開始接觸時的一周為線接觸，利於能量集中，達到快速熔接目的。支撐麵不宜太小，焊接開始時的接觸麵積應盡可能小，以防止焊接變形。

在尾塞外表麵焊接處宜設計一周均勻料厚的小凸台作為導能點，確保有一定的熔融量與筆杆互相熔接在一起。小凸台高度一般在0.6mm至0.9mm之間，方便尖角處先熔融而被熔接。凸台如設計偏高，所需要的能量也要高，焊接材料尚未全部熔融就已固化了，會產生明顯離縫及焊接不牢。凸台如設計偏矮，塑料熔融量不夠，易出現焊接不牢、虛焊等不良現象。凸台尺寸設計時可以把凸台的高度先定為下限尺寸，留有修模的餘量，尾塞與筆杆成型後，根據試焊後的效果，再適當地加膠修改尾塞模具，避免因凸台設計過高，造成模具的補焊或重做問題。

記號筆結構設計主要圍繞滿足其密封性能要求展開。記號筆零件要選用對墨水溶劑阻隔性高的材料，零件間要配合可靠並有足夠的配合力防止鬆脫，從而影響產品的密封性。密封結構宜采用環筋與環筋、環筋與麵配合的型式，環筋尺寸要充分考慮材料的特性和成型工藝要求。異形筆杆和尾塞的密封宜采用超聲波焊接的方式較為可靠。

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