當塑料遇上激光焊接機這么多領(lǐng)域可應(yīng)用
來源：深圳市博特精密設(shè)備科技有限公司發(fā)布時間：2019-05-06 04:18:17
塑料激光焊接作為一種熔接塑料制品的技術(shù)，近年來，塑料激光焊接機作為一種新型的塑料連接方式，相比傳統(tǒng)的塑料連接方式，具有焊接強度高、氣密性好、柔性強等諸多優(yōu)點，主要用于連接敏感性的塑料制品，例如線路板、塑料零件電子感應(yīng)器、復(fù)雜形狀的塑料制品，以及醫(yī)療器械等要求嚴格密封及潔凈度的塑料制品。
塑料激光焊接原理:
利用激光焊接技術(shù)進行兩件塑料部件焊接時，首先需要把部件夾緊在一起，然后以波長為810 ~ 1064 nm的近紅外線激光透射過第一個部件，激光透射后被第二個部件吸收，所吸收的近紅外線激光化為熱能，將兩個部件的接觸表面熔化形成焊接區(qū)。激光焊接工藝能夠制造出超過原材料強度的焊接縫。
塑料激光焊接的四種方式
1、順序輪廓焊接:
激光束沿著預(yù)定焊接輪廓線運動，在夾具的壓力下，待焊部件的焊縫隨著激光束的移動而熔合成型。但由于此種焊接方式焊接熔深比較小且不易控制，故對部件尺寸公差、貼合平整度要求比較高。
2、準同步焊接:
利用反射鏡的偏擺產(chǎn)生高速運動的激光束，沿著焊接輪廓線移動，使得整個焊接輪廓線逐漸發(fā)熱并在外部夾具的壓力下熔合在一起。準同步焊接方式在小型部件產(chǎn)品的焊接上得到了比較廣泛的應(yīng)用。。在實際塑料焊接應(yīng)用中能實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
3、同步焊接:
多個二極管激光器產(chǎn)生的激光束通過特定的設(shè)計被引導(dǎo)到整個輪廓線上，并熔化塑料，從而使得整個輪廓同時熔化并在外部夾具的壓力下熔合在一起。但是由于其激光束是通過特定設(shè)計實現(xiàn)的，價格比較昂貴，而且應(yīng)用柔性比較差，比較適合單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。
4、掩模焊接:
線型激光束沿一定方向掃描特定的模板熔化并粘結(jié)塑料，該模板只暴露出下面塑料部件的一個很小的、精確的待焊接部位。
掩膜焊接最適合微流控芯片等流體器械的塑料激光焊接封裝，掩膜焊接也適合極其微小及精密焊縫的塑料激光焊接。
對于巨大的塑料需求市場，塑料激光焊接技術(shù)因其優(yōu)勢具備良好的應(yīng)用前景。
1、在汽車配件領(lǐng)域的應(yīng)用：
塑料激光焊接這一新興的連接工藝，在一些汽車零部件制造方面有著比超聲波和熱板焊接等更好的強度、密封性、外觀、速度、穩(wěn)定性等優(yōu)點。如汽車配件中采用準同步焊接方式的塑料激光焊接機應(yīng)用于各種組合閥體的焊接、單向閥等閥體的焊接以及汽車儀表盤的焊接；采用順序輪廓焊接方式的塑料激光焊接機進行各種各樣的燃油管路與塑料接頭以及高檔車汽車保險杠、汽車迎賓燈焊接、渦流風扇、汽車后尾燈、油氣分離器的焊接等。
2、在汽車電子上的應(yīng)用：
一些汽車電子相關(guān)的配件也由傳統(tǒng)的灌膠封裝等方式改為塑料激光焊接：隨著塑料激光焊接的普及，現(xiàn)在大部分傳感器均已開始使用塑料激光焊接封裝：諸如汽車360攝像頭、汽車雷達、自動門鎖、電子駐車控制器、抬頭顯示儀等，采用塑料激光焊接，均能獲得很高的產(chǎn)品品質(zhì)與經(jīng)濟性。
3、在醫(yī)療器械上的應(yīng)用：
由于現(xiàn)代社會醫(yī)療水平的不斷提升，對醫(yī)療器械的要求不斷提高，促使新的技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療器械的生產(chǎn)上。激光塑料焊接非常適合醫(yī)療塑料制品的精密焊接。諸如醫(yī)療軟管連接、血液分析儀、助聽器、液體過濾槽等清潔度要求高的器件的密封焊接，均使用到塑料激光焊接。
4、新材料激活激光焊接的應(yīng)用：
研究表明，聚合物對近紅外線激光的透射率至少達到20-50%，采用激光焊接技術(shù)才能獲得優(yōu)良的焊接效果。絕大多數(shù)本色塑料和很多有色半透明塑料，都能夠達到此透光率要求，換句話說，激光焊接可以應(yīng)用于絕大部分塑料。
另一方面，塑料對近紅外線激光的吸收率也是影響激光焊接效果的重要因素。大多數(shù)熱塑性塑料可通過加入適量的炭黑，大幅提高其對激光的吸收率，但是對一些材料而言，激光焊接的應(yīng)用還存在一定局限性。例如，如果兩種材料均為透明或者白色，近紅外線激光都能透射通過，致使材料對近紅外線激光的吸收極低，在這種情況下即不能采用激光焊接。另一個典型例子是PPS和LCP塑料，兩種材料對近紅外線激光的透射率很低，若光兩種材料同時填充炭黑，則由于激光無法穿透而無法激光焊接。
此外，許多礦物填充的化合物，也不適宜用激光來焊接，為克服激光焊接的這些局限性，一些塑料生產(chǎn)商積極研究開發(fā)有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的進展，為激光焊接技術(shù)帶來更廣闊的應(yīng)用前景。
利用激光焊接技術(shù)進行兩件塑料部件焊接時，首先需要把部件夾緊在一起，然后以波長為810 ~ 1064 nm的近紅外線激光透射過第一個部件，激光透射后被第二個部件吸收，所吸收的近紅外線激光化為熱能，將兩個部件的接觸表面熔化形成焊接區(qū)。激光焊接工藝能夠制造出超過原材料強度的焊接縫。
塑料激光焊接的四種方式
1、順序輪廓焊接:
激光束沿著預(yù)定焊接輪廓線運動，在夾具的壓力下，待焊部件的焊縫隨著激光束的移動而熔合成型。但由于此種焊接方式焊接熔深比較小且不易控制，故對部件尺寸公差、貼合平整度要求比較高。
2、準同步焊接:
利用反射鏡的偏擺產(chǎn)生高速運動的激光束，沿著焊接輪廓線移動，使得整個焊接輪廓線逐漸發(fā)熱并在外部夾具的壓力下熔合在一起。準同步焊接方式在小型部件產(chǎn)品的焊接上得到了比較廣泛的應(yīng)用。。在實際塑料焊接應(yīng)用中能實現(xiàn)很高的經(jīng)濟性。
3、同步焊接:
多個二極管激光器產(chǎn)生的激光束通過特定的設(shè)計被引導(dǎo)到整個輪廓線上，并熔化塑料，從而使得整個輪廓同時熔化并在外部夾具的壓力下熔合在一起。但是由于其激光束是通過特定設(shè)計實現(xiàn)的，價格比較昂貴，而且應(yīng)用柔性比較差，比較適合單一產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。
4、掩模焊接:
線型激光束沿一定方向掃描特定的模板熔化并粘結(jié)塑料，該模板只暴露出下面塑料部件的一個很小的、精確的待焊接部位。
掩膜焊接最適合微流控芯片等流體器械的塑料激光焊接封裝，掩膜焊接也適合極其微小及精密焊縫的塑料激光焊接。
1、在汽車配件領(lǐng)域的應(yīng)用：
塑料激光焊接這一新興的連接工藝，在一些汽車零部件制造方面有著比超聲波和熱板焊接等更好的強度、密封性、外觀、速度、穩(wěn)定性等優(yōu)點。如汽車配件中采用準同步焊接方式的塑料激光焊接機應(yīng)用于各種組合閥體的焊接、單向閥等閥體的焊接以及汽車儀表盤的焊接；采用順序輪廓焊接方式的塑料激光焊接機進行各種各樣的燃油管路與塑料接頭以及高檔車汽車保險杠、汽車迎賓燈焊接、渦流風扇、汽車后尾燈、油氣分離器的焊接等。
2、在汽車電子上的應(yīng)用：
一些汽車電子相關(guān)的配件也由傳統(tǒng)的灌膠封裝等方式改為塑料激光焊接：隨著塑料激光焊接的普及，現(xiàn)在大部分傳感器均已開始使用塑料激光焊接封裝：諸如汽車360攝像頭、汽車雷達、自動門鎖、電子駐車控制器、抬頭顯示儀等，采用塑料激光焊接，均能獲得很高的產(chǎn)品品質(zhì)與經(jīng)濟性。
3、在醫(yī)療器械上的應(yīng)用：
由于現(xiàn)代社會醫(yī)療水平的不斷提升，對醫(yī)療器械的要求不斷提高，促使新的技術(shù)應(yīng)用到醫(yī)療器械的生產(chǎn)上。激光塑料焊接非常適合醫(yī)療塑料制品的精密焊接。諸如醫(yī)療軟管連接、血液分析儀、助聽器、液體過濾槽等清潔度要求高的器件的密封焊接，均使用到塑料激光焊接。
4、新材料激活激光焊接的應(yīng)用：
研究表明，聚合物對近紅外線激光的透射率至少達到20-50%，采用激光焊接技術(shù)才能獲得優(yōu)良的焊接效果。絕大多數(shù)本色塑料和很多有色半透明塑料，都能夠達到此透光率要求，換句話說，激光焊接可以應(yīng)用于絕大部分塑料。
另一方面，塑料對近紅外線激光的吸收率也是影響激光焊接效果的重要因素。大多數(shù)熱塑性塑料可通過加入適量的炭黑，大幅提高其對激光的吸收率，但是對一些材料而言，激光焊接的應(yīng)用還存在一定局限性。例如，如果兩種材料均為透明或者白色，近紅外線激光都能透射通過，致使材料對近紅外線激光的吸收極低，在這種情況下即不能采用激光焊接。另一個典型例子是PPS和LCP塑料，兩種材料對近紅外線激光的透射率很低，若光兩種材料同時填充炭黑，則由于激光無法穿透而無法激光焊接。
此外，許多礦物填充的化合物，也不適宜用激光來焊接，為克服激光焊接的這些局限性，一些塑料生產(chǎn)商積極研究開發(fā)有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的進展，為激光焊接技術(shù)帶來更廣闊的應(yīng)用前景。
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