当塑料遇上激光焊接机这么多领域可应用
2019-05-06
塑料激光焊接作为一种熔接塑料制品的技术，近年来，塑料激光焊接机作为一种新型的塑料连接方式，相比传统的塑料连接方式，具有焊接强度高、气密性好、柔性强等诸多优点，主要用于连接敏感性的塑料制品，例如线路板、塑料零件电子感应器、复杂形状的塑料制品，以及医疗器械等要求严格密封及洁净度的塑料制品。
塑料激光焊接原理:
利用激光焊接技术进行两件塑料部件焊接时，首先需要把部件夹紧在一起，然后以波长为810 ~ 1064 nm的近红外线激光透射过第一个部件，激光透射后被第二个部件吸收，所吸收的近红外线激光化为热能，将两个部件的接触表面熔化形成焊接区。激光焊接工艺能够制造出超过原材料强度的焊接缝。
塑料激光焊接的四种方式
1、顺序轮廓焊接:
激光束沿着预定焊接轮廓线运动，在夹具的压力下，待焊部件的焊缝随着激光束的移动而熔合成型。但由于此种焊接方式焊接熔深比较小且不易控制，故对部件尺寸公差、贴合平整度要求比较高。
2、准同步焊接:
利用反射镜的偏摆产生高速运动的激光束，沿着焊接轮廓线移动，使得整个焊接轮廓线逐渐发热并在外部夹具的压力下熔合在一起。准同步焊接方式在小型部件产品的焊接上得到了比较广泛的应用。。在实际塑料焊接应用中能实现很高的经济性。
3、同步焊接:
多个二极管激光器产生的激光束通过特定的设计被引导到整个轮廓线上，并熔化塑料，从而使得整个轮廓同时熔化并在外部夹具的压力下熔合在一起。但是由于其激光束是通过特定设计实现的，价格比较昂贵，而且应用柔性比较差，比较适合单一产品的大批量生产。
4、掩模焊接:
线型激光束沿一定方向扫描特定的模板熔化并粘结塑料，该模板只暴露出下面塑料部件的一个很小的、精确的待焊接部位。
掩膜焊接最适合微流控芯片等流体器械的塑料激光焊接封装，掩膜焊接也适合极其微小及精密焊缝的塑料激光焊接。
对于巨大的塑料需求市场，塑料激光焊接技术因其优势具备良好的应用前景。
1、在汽车配件领域的应用：
塑料激光焊接这一新兴的连接工艺，在一些汽车零部件制造方面有着比超声波和热板焊接等更好的强度、密封性、外观、速度、稳定性等优点。如汽车配件中采用准同步焊接方式的塑料激光焊接机应用于各种组合阀体的焊接、单向阀等阀体的焊接以及汽车仪表盘的焊接；采用顺序轮廓焊接方式的塑料激光焊接机进行各种各样的燃油管路与塑料接头以及高档车汽车保险杠、汽车迎宾灯焊接、涡流风扇、汽车后尾灯、油气分离器的焊接等。
2、在汽车电子上的应用：
一些汽车电子相关的配件也由传统的灌胶封装等方式改为塑料激光焊接：随着塑料激光焊接的普及，现在大部分传感器均已开始使用塑料激光焊接封装：诸如汽车360摄像头、汽车雷达、自动门锁、电子驻车控制器、抬头显示仪等，采用塑料激光焊接，均能获得很高的产品品质与经济性。
3、在医疗器械上的应用：
由于现代社会医疗水平的不断提升，对医疗器械的要求不断提高，促使新的技术应用到医疗器械的生产上。激光塑料焊接非常适合医疗塑料制品的精密焊接。诸如医疗软管连接、血液分析仪、助听器、液体过滤槽等清洁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应用：
研究表明，聚合物对近红外线激光的透射率至少达到20-50%，采用激光焊接技术才能获得优良的焊接效果。绝大多数本色塑料和很多有色半透明塑料，都能够达到此透光率要求，换句话说，激光焊接可以应用于绝大部分塑料。
另一方面，塑料对近红外线激光的吸收率也是影响激光焊接效果的重要因素。大多数热塑性塑料可通过加入适量的炭黑，大幅提高其对激光的吸收率，但是对一些材料而言，激光焊接的应用还存在一定局限性。例如，如果两种材料均为透明或者白色，近红外线激光都能透射通过，致使材料对近红外线激光的吸收极低，在这种情况下即不能采用激光焊接。另一个典型例子是PPS和LCP塑料，两种材料对近红外线激光的透射率很低，若光两种材料同时填充炭黑，则由于激光无法穿透而无法激光焊接。
此外，许多矿物填充的化合物，也不适宜用激光来焊接，为克服激光焊接的这些局限性，一些塑料生产商积极研究开发有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的进展，为激光焊接技术带来更广阔的应用前景。
利用激光焊接技术进行两件塑料部件焊接时，首先需要把部件夹紧在一起，然后以波长为810 ~ 1064 nm的近红外线激光透射过第一个部件，激光透射后被第二个部件吸收，所吸收的近红外线激光化为热能，将两个部件的接触表面熔化形成焊接区。激光焊接工艺能够制造出超过原材料强度的焊接缝。
塑料激光焊接的四种方式
1、顺序轮廓焊接:
激光束沿着预定焊接轮廓线运动，在夹具的压力下，待焊部件的焊缝随着激光束的移动而熔合成型。但由于此种焊接方式焊接熔深比较小且不易控制，故对部件尺寸公差、贴合平整度要求比较高。
2、准同步焊接:
利用反射镜的偏摆产生高速运动的激光束，沿着焊接轮廓线移动，使得整个焊接轮廓线逐渐发热并在外部夹具的压力下熔合在一起。准同步焊接方式在小型部件产品的焊接上得到了比较广泛的应用。。在实际塑料焊接应用中能实现很高的经济性。
3、同步焊接:
多个二极管激光器产生的激光束通过特定的设计被引导到整个轮廓线上，并熔化塑料，从而使得整个轮廓同时熔化并在外部夹具的压力下熔合在一起。但是由于其激光束是通过特定设计实现的，价格比较昂贵，而且应用柔性比较差，比较适合单一产品的大批量生产。
4、掩模焊接:
线型激光束沿一定方向扫描特定的模板熔化并粘结塑料，该模板只暴露出下面塑料部件的一个很小的、精确的待焊接部位。
掩膜焊接最适合微流控芯片等流体器械的塑料激光焊接封装，掩膜焊接也适合极其微小及精密焊缝的塑料激光焊接。
1、在汽车配件领域的应用：
塑料激光焊接这一新兴的连接工艺，在一些汽车零部件制造方面有着比超声波和热板焊接等更好的强度、密封性、外观、速度、稳定性等优点。如汽车配件中采用准同步焊接方式的塑料激光焊接机应用于各种组合阀体的焊接、单向阀等阀体的焊接以及汽车仪表盘的焊接；采用顺序轮廓焊接方式的塑料激光焊接机进行各种各样的燃油管路与塑料接头以及高档车汽车保险杠、汽车迎宾灯焊接、涡流风扇、汽车后尾灯、油气分离器的焊接等。
2、在汽车电子上的应用：
一些汽车电子相关的配件也由传统的灌胶封装等方式改为塑料激光焊接：随着塑料激光焊接的普及，现在大部分传感器均已开始使用塑料激光焊接封装：诸如汽车360摄像头、汽车雷达、自动门锁、电子驻车控制器、抬头显示仪等，采用塑料激光焊接，均能获得很高的产品品质与经济性。
3、在医疗器械上的应用：
由于现代社会医疗水平的不断提升，对医疗器械的要求不断提高，促使新的技术应用到医疗器械的生产上。激光塑料焊接非常适合医疗塑料制品的精密焊接。诸如医疗软管连接、血液分析仪、助听器、液体过滤槽等清洁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应用：
研究表明，聚合物对近红外线激光的透射率至少达到20-50%，采用激光焊接技术才能获得优良的焊接效果。绝大多数本色塑料和很多有色半透明塑料，都能够达到此透光率要求，换句话说，激光焊接可以应用于绝大部分塑料。
另一方面，塑料对近红外线激光的吸收率也是影响激光焊接效果的重要因素。大多数热塑性塑料可通过加入适量的炭黑，大幅提高其对激光的吸收率，但是对一些材料而言，激光焊接的应用还存在一定局限性。例如，如果两种材料均为透明或者白色，近红外线激光都能透射通过，致使材料对近红外线激光的吸收极低，在这种情况下即不能采用激光焊接。另一个典型例子是PPS和LCP塑料，两种材料对近红外线激光的透射率很低，若光两种材料同时填充炭黑，则由于激光无法穿透而无法激光焊接。
此外，许多矿物填充的化合物，也不适宜用激光来焊接，为克服激光焊接的这些局限性，一些塑料生产商积极研究开发有助于改善激光透射率及吸收率的新材料，并取得了可喜的进展，为激光焊接技术带来更广阔的应用前景。