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行業(yè)動(dòng)態(tài)

透明塑料的激光焊接

來(lái)源:本站 時(shí)間:2023-02-05 14:38:01 瀏覽:168

我們傳統意義上的塑料激光焊接是指激光穿透焊接。上層塑料應該能夠使激光穿透,下層工件應該能夠吸收激光能量。因此,上層塑料部件一般然塑料,下層塑料一般為黑色塑料。

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塑料激光穿透焊接**的問(wèn)題是焊接透明透明的材料,如醫療器械。PC與PC兩者之間的焊接。由于上下塑料是激光穿透部件,缺乏激光吸收層,如果要使用塑料激光穿透焊接工藝,必須在焊縫縫上Clear Weld等吸光劑,借助吸光劑吸收激光能量融化焊縫進(jìn)行焊接。

然而,由于激光吸收劑會(huì )產(chǎn)生額外的耗材成本,增加生產(chǎn)成本,這一過(guò)程很少被客戶(hù)批量生產(chǎn);另一方面,生產(chǎn)中的另一個(gè)噴涂過(guò)程會(huì )增加設備、耗材和制造風(fēng)險。

近年來(lái),新的塑料激光焊接技術(shù)解決了透明和透明塑料的焊接問(wèn)題。這種透明塑料的激光焊接方法來(lái)自于塑料對不同波段激光的不同穿透和吸收特性。

上圖顯示了不同波長(cháng)激光材料的穿透率。

用于傳統塑料激光穿透焊接的激光波長(cháng)一般為900-1000nm,可以看出,在這個(gè)波段,塑料對激光的穿透率很高,可以達到85-95%。T(穿透率) R(反射率) A(吸收率)=1.材料對激光的反射率可以忽略不計,所以在這個(gè)波段,塑料對激光的吸收率很低,不到5-10%。

如果觀(guān)察激光波段2000-21000nm,我們發(fā)現PMMA和PC這一波段等透明材料的透光率只有5-20%,相應的激光吸收率會(huì )高達80%以上。這樣,如果使用20000nm左右激光可以激光焊接透明塑料材料。但這將產(chǎn)生另一個(gè)問(wèn)題,上下兩種透明塑料都能吸收激光的功率,如何實(shí)現有效的焊接?

當激光擊中塑料時(shí),如果塑料表面具有很高的吸光效率,例如,材料是黑色的?;蛘咴诩す獾慕裹c(diǎn)上,大部分激光能量會(huì )被材料表面吸收,然后熔化塑料進(jìn)行焊接。如果材料遠離激光焦點(diǎn),當激光通過(guò)時(shí),能量會(huì )被整個(gè)塑料吸收,塑料很熱,但不足以熔化材料。

因此,我們選擇2萬(wàn)種透明塑料激光焊接nm左右波段的激光保證PC、PMMA等透明塑料能吸收激光能量。我們還需要使用極短焦距的激光頭將光束聚焦成光斑,其特點(diǎn)是光束直徑遠大于焦點(diǎn)。激光通過(guò)上層工件時(shí),由于光束直徑大,其能量密度不足以熔化上層工件。激光的焦點(diǎn)在焊縫處,因為焦點(diǎn)有足夠的能量密度,所以塑料熔化焊接。



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