Trong vở hài kịch âm nhạc năm 1982 "Victor Victoria", Julie Andrew hát một nốt cao vào cuối hành động quán rượu ở Paris của nhân vật. Cô duy trì nốt nhạc và ly sâm banh quanh phòng vỡ tan. Điều này đã chứng minh một cách xuất sắc làm thế nào âm thanh cao hoặc tần số cao có thể phá vỡ các vật liệu. Nhưng bạn có biết rằng âm thanh tần số cao có thể được sử dụng để liên kết các vật liệu lại với nhau không? Một công nghệ gọi là hàn siêu âm được sử dụng để lắp ráp các sản phẩm từ nhiều ngành công nghiệp - từ thiết bị y tế đến giày thể thao đến ô tô.
Thông thường, bạn có thể liên kết các vật liệu bằng cách sử dụng ốc vít như đinh, ốc vít hoặc chỉ. Điều này thích hợp cho kim loại, gỗ, vải và nhựa. Đối với nhiều loại nhựa, keo được sử dụng; keo tạo thành liên kết hóa học giữa chính keo và bề mặt của vật liệu nhựa ngoại quan. Kim loại có thể được giữ với nhau bằng cách nung nóng các kim loại khác như một tác nhân liên kết, chẳng hạn như hàn chì trong các kết nối điện. Ngoài ra, các kim loại có thể được nấu chảy trực tiếp với nhau (hàn); một khi các bề mặt kim loại nóng chảy nguội, các kim loại liên kết với nhau. Hàn thường đòi hỏi một ngọn lửa hoặc ngọn đuốc mở để đạt được nhiệt độ cao cần thiết để làm nóng chảy các bề mặt kim loại với nhau. Vì vậy, nó có thể là một quá trình đắt tiền cho một số công việc sản xuất.
Một phương pháp hàn mới, hiệu quả hơn về chi phí đã được giới thiệu vào những năm 1940. Kỹ thuật, hàn siêu âm, sử dụng sóng âm tần số cao và áp suất để liên kết các kim loại với nhau và cần ít năng lượng hơn so với hàn thông thường. Hàn kim loại siêu âm được phát triển trong những năm 1950 đến những năm 1990 khi các thiết bị điện tử được sử dụng trong thiết bị trở nên tinh vi hơn và máy tính có thể điều khiển quá trình này. Kể từ thời điểm này, kỹ thuật này đã được áp dụng cho nhựa, nơi nó đã thực sự trở nên phổ biến.
Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét thiết bị và quy trình vật lý của hàn siêu âm, New Balance đã sử dụng nó như thế nào để tạo ra giày thể thao, và những ưu điểm và nhược điểm của kỹ thuật này. Trước tiên, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về cách sóng vật liệu liên kết, cả kim loại và nhựa.
