超音波溶着のメカニズム

　超音波溶着のメカニズム（Mechanism of ultrasonic welding）についてコメントします。

　超音波溶着（ultrasonic welding）は、熱可塑性樹脂部品同士を接合するための技術で、超音波振動を利用して部品同士を溶融・一体化させる加工法です。この超音波溶着では、接合したい部品を重ねて加圧固定し、一方の部品に超音波ホーンから超音波振動を伝えます。この振動が接合界面に伝播する過程で熱が発生し、主に「界面摩擦熱」と「体積弾性ヒステリシス熱（内部摩擦熱）」によって溶融が促進されます。

　超音波溶着の主な目的としては、溶着による、部品同士の固定強度の確保、気密性の確保が挙げられますが、その目的に応じた、溶着部形状や構造の採用が必要となります。

　また、超音波溶着の主要な加工条件としては、振動子（ホーン）の発振振幅、加圧力、加圧時間などがあり、課題となる溶着の不均一性やバリ発生を抑えるためには、溶着過程でのメカニズムを考慮したうえでの条件設定が重要となります。

　出来映え評価としては、溶着強度、気密性（溶着状態）を確認する必要があります。また、超音波振動が部品各部に伝わるため、意図しない部分の溶着や、クラック、バリ等にも注意する必要があります。

この超音波溶着加工における　条件設定（ホーン選定、振幅、加圧力、加圧時間等）の進め方、評価確認の仕方等、工程設計全般がコンサルティング対象となります。

(参考ブログ)
https://www.pec-kumata.com/post/mechanismofultrasonicwelding