열 대 초음파 장착

초음파 삽입은 빠른 삽입과 짧은 냉각 시간의 특징을 가지고 있어 사전 가열되지 않은 단일 인서트를 장착하는 경우에 일반적으로 열 삽입보다 주기 시간이 짧습니다. 그러나 인서트를 사전 가열하는 열 장비는 초음파 장비와 비교했을 때 대등한 장착 시간을 갖습니다. 또한 여러 개의 인서트를 동시에 장착하는 경우에는 열 삽입의 처리 속도가 보다 빠릅니다. 

소형 인서트의 경우에 짧은 주기 시간. 초음파 장착은 작은 인서트(1/4" OD 미만)의 경우에 일반적으로 빠르며, 인서트 크기가 증가할수록 느려집니다.

용도 변경이 가능합니다. 초음파 기계는 종종 다시 사용하거나 처음에 플라스틱간 용접 프로세스에 사용하다가 인서트 장착으로 전환할 수 있습니다.

상호 교환성 — 여러 인서트 크기에 맞게 혼 크기와 모양을 쉽게 교체할 수 있습니다.

불충분한 용융.

• 구성품의 고정/클램핑이 부족하여 인서트가 저온 상태로 압입되는 경우가 종종 발생합니다. 이러한 문제는 기계적 에너지의 소산을 지칭하는 댐핑에 기인합니다. 댐핑 효과는 기계적 에너지가 인서트 주변에 집중되지 못해 장착이 불량해지는 결과를 초래합니다.
• 인서트를 너무 빠르게 삽입하면 플라스틱이 완전히 녹을 시간이 없습니다. 초음파 삽입에서 일반적인 이러한 문제는 플라스틱 내에서 높은 응력을 발생시키고 고정력을 떨어트려 부품이 파손되는 결과를 초래할 수 있습니다. 파손은 장착 중에 발생할 수 있지만, 최악의 경우 현장에서 사용 중에 발생할 수도 있습니다.
• 혼을 통해 인가되는 진동의 힘은 제어하기가 어려우며 때로 완전한 용융이 일어나기 전에 구멍으로 부품이 삽입되는 경우도 생깁니다. 인서트나 플라스틱 호스트가 크게 손상될 수 있습니다. 정교한 제어 시스템으로 이 문제를 해결하는 데 도움을 얻을 수는 있지만 이로 인해 이미 고가인 초음파 삽입 기계의 비용이 거의 두 배로 뛰어오를 수 있습니다.
• 인서트 및/또는 구멍의 크기가 약간만 변하더라도 불충분한 용융 문제가 쉽게 발생하며, 삽입 속도를 떨어트려도 도움이 되지 않을 수 있습니다.

금속 입자 및 조각. 초음파 혼이 인서트를 진동시켜 인서트 재료를 깎아낼 때 금속 입자와 조각이 나타날 수 있습니다.

과도한 소음. 금속간(초음파 혼과 인서트) 접촉으로 인해 발생하는 소음 문제가 심각합니다. 인서트가 클수록 장착 중 발생하는 소음도 큽니다.

여러 개의 인서트를 동시에 장착하기가 어려움. 여러 개의 인서트를 동시에 장착하기가 불가능하지는 않지만 매우 많은 비용이 들어갑니다.

인서트 손상. 주파수 및/또는 누르는 힘이 잘못되면 인서트가 손상될 수 있습니다. 경우에 따라 초음파 혼으로 인해 인서트 스레드가 손상되어 나사나 볼트를 장착하지 못하는 문제가 생길 수도 있습니다.

비헤드 인서트. 비헤드 인서트를 사용할 때는 인서트와 혼 사이에 적절한 접촉면이 형성되도록 각별한 주의를 기울여야 합니다. 그렇지 않으면 내부 스레드가 손상될 위험이 큽니다.

초음파 혼은 고가입니다. 초음파 혼은 마모성 부품이며 교체 비용이 매우 큽니다. 보통 1,000달러 이상입니다.

안정성 및 균일성. 장착력이 낮아 초음파 장비로 파괴되기 쉬운 얇은 벽의 부품에도 삽입이 가능합니다. 온도, 힘 및 깊이 설정이 균일하고 조절 가능하기 때문에 해당 애플리케이션에 인발 및 비틀림 파손력을 예측할 수 있는 장착 인서트를 설계할 수 있습니다.

정숙성. 초음파 장착 시의 심한 소음이 없습니다.

보다 경제적. 열 장착 기계는 비교적 단순하고 많은 구성품이 필요하지 않기 때문에 비슷한 초음파 장비에 비해 약 50% 저렴합니다. 열 장착에는 가열 팁이 사용되며, 일반적으로 50lb 미만인 작은 힘에서 삽입력이 공압 방식으로 구동됩니다. 초음파 장착에는 전자식 전원 공급기, 주기 제어 타이머, 전기 또는 기계 에너지 트랜스듀서 및 초음파 혼이 필요합니다.

안쪽 깊은 곳까지 쉽게 삽입. 긴 가열 팁을 사용하여 초음파 혼으로는 접근이 불가능한 부품 내의 안쪽 깊은 곳까지 삽입할 수 있습니다.

범용성

• 열 장착 방법은 적응력이 대단히 우수합니다. 압반 스타일 열 기계를 이용하여 여러 면에 여러 개의 인서트가 필요한 애플리케이션 요구를 충족시킬 수 있습니다. 수동 열 기계를 이용하여 시제품 제작이나 소량 생산 분야 요구를 충족시킬 수 있습니다.
• 상호 교환이 가능한 가열 팁을 바꾸는 식으로 동일 기계에서 매우 다양한 크기의 인서트를 사용할 수 있습니다.
• 헤드 또는 비헤드 인서트 등 모든 인서트를 장착할 수 있습니다.
• 열 삽입 모듈에는 진동식 보울 피더를 장착할 수 있어 전체 장착 공정에서 작업자가 인서트를 물리적으로 접촉할 필요가 없습니다. 인서트는 진동 피더에 로드되고 가드 가열 챔버까지 공급관을 따라 이동합니다.작업자가 치공구에 플라스틱 성형 구성품을 넣고 기계를 작동시키면 인서트가 장착됩니다. 

– 이러한 이점은 하나하나를 구분하고 방향을 설정하기가 어려운 매우 작은 인서트의 경우에 대단히 중요합니다. 

유지 보수가 거의 필요 없음. 열 기계에는 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다. 유지 보수 및 스페어 부품 비용이 저렴합니다(교체용 가열 팁의 가격은 약 55달러).

우수한 성능. 인서트를 "관통시켜 가열"하기 때문에 일반적으로 열 장착 방식에서는 우수한 성능을 기대할 수 있습니다. 용융된 플라스틱이 모든 고정 형상으로 완벽하게 유동할 수 있습니다. 초음파로 장착된 인서트는 플라스틱이 고정 형상으로 완전하게 유동하지 못하는 문제 때문에 성능이 떨어지는 경우가 많습니다. 그 이유는 인서트와 호스트 사이의 계면에서만 최소한의 열이 발생하기 때문입니다.

열 삽입 시 단일 인서트를 장착하는 처리 시간이 약간 길지만(인서트를 사전 가열하지 않은 경우) 초음파 장착과 비교되는 많은 이점들이 있으므로 이 정도 단점은 충분히 감수할 만합니다. 

유연성, 균일성, 고성능 및 열 삽입 가격을 고려했을 때 열 삽입은 많은 애플리케이션에서 플라스틱에 인서트를 장착하기 위한 최상의 선택으로 제안됩니다.

인서트 성능의 75%가 장착 방법과 직접 연관됩니다. 따라서 성능을 최대화하기 위해서는 장착에 영향을 미치는 모든 요인을 신중하게 제어해야 합니다. 인서트 유형, 플라스틱 유형 및 성능 요구 사항의 조합이 다양한 만큼 제조업체는 인서트 제품의 체결과 조립에서 업계를 선도하는 전문기업과 협력하는 것이 좋습니다. 인서트와 장착 공정을 올바로 선택한다면 현장에서 부품이 파손되는 문제를 방지하고 어셈블리의 본래 수명 내내 부품 무결성을 유지할 수 있습니다.