聚合物激光焊接的先进技术

在本文中,了解更多关于聚合物激光焊接中的先进技术。

一系列行业需求紧凑,用户友好,密封的塑料件。汽车工业,化工,制药行业,特别是医疗机构需要这些密封的塑料部件在高体积中。

图像信用:单剖子

的高功率基于二极管的光纤耦合激光源增加的可用性已经基于在每个这些领域和行业的塑料焊接变得平常导致技术。

公司正在呼吁提高吞吐量和较小的焊接细节,以及减少色彩敏感性和清晰清晰的关节,后者通常通过单叠层的Flex系列模块,能够在2μm至3μm区域中操作,因为大多数热塑性塑料吸收增加。

公司独特的“整流极化合成”技术,使应用程序能够达到高达105 CW W的

激光塑料焊接

激光塑料焊接是一种能够通过激光辐射相互作用来组合许多定制塑料部件的常见非接触式技术。激光塑料焊接是一种越来越流行的材料加工应用,始终如一地发展,以满足不断变化的工业需求。

激光塑料焊接是最适合用于与热塑性塑料的工作,例如,PA6,PEEK,PMMA,PTFE和TPU。热塑性塑料的一些组合将表现出比别人更强的焊接强度,并且最好是在开始之前看这件事。

取决于所讨论的类型和温度范围内,一些形式的热塑性塑料的前分解建立液相。适当的组合,可以基于这些温度窗口来选择。

焊接方法大致可以分为两大方案。这些概述如下。

通过激光焊接

图1a显示了标准透射激光焊接原理图。在这个例子中,能量沉积发生在下部,这是由于对入射激光的完全吸收。能量吸收是由于使用不同的塑料或通过添加IR(~1µm)吸收颗粒。yabo214

通过传输,在两个不同的塑料之间或同一塑料之间建立激光焊接,虽然在使用同一塑料时,较低的塑料将使用红外吸收添加剂或不同的颜色。

标准透传激光焊接

图1所示。一个通过透射激光焊接示意性地示出了标准的,其中由于入射激光的总吸收,能量沉积在下部进行。能量吸收是由使用不同的塑料引起的,或者通过添加IR(〜1μm)吸收剂颗粒引起。yabo214

图像信用:单剖子

清除接合激光焊接

数字b正在演示一种所谓的透明激光焊接方案。这里使用的现象是不同的,因为能量是通过更长的波长(>2 μ m)激光的更高本纳吸收沉积在块体材料中。这种方法允许多层焊接。

图像信用:单剖子

在透射激光焊接,能量沉积通过从下部(图1a)的辐射的总的吸收发生在两个部件的接头部。

通常使用808nm和1064nm之间的波长。可以使用高功率直接二极管激光器实现808nm和1060nm之间的范围,而1030nm和1064nm之间的范围通常是Yb和Nd掺杂激光器的发射线。

图1b示出了清除以明确激光焊接方案。在该方案中,能量通过较长激光波长(> 2微米)的更高的固有吸收沉积于主体材料中。这种方法可以被用于促进多层焊缝。

大多数热塑性塑料的升高呈现出增加的固有吸收短波红外成像(>2µm)区域的光,因此允许体能沉积。根据焊接的塑料,2 μ m直接二极管激光源比1 μ m附近的激光器提供高20%到30%的吸附。

由于能量沉积发生在大块材料内部而不是在下部,因此可以形成多层接头。这在制造下一代微流控芯片和器件方面尤其有用。

关键挑战

本节侧重于清除以清晰的关节,由此相同的塑料的两个部件焊接在一起。两个部分都在光的可见范围内的清晰,在SWIR的固有较高的吸收(> 2微米)区域。

使用颜色或白色塑料的使得该方法更加具有挑战性的标准激光光源(808纳米至1060纳米),从而导致不希望的吸收或反射。

必须考虑许多重要的焊接参数:

光功率

光功率应在100W至200W的CW中,以保持吞吐量在生产过程中合理的水平。Monocrom报价文书的200的光功率W的940纳米和980纳米,还105 W的2至3μm。

光束质量

源尺寸将确定“初始” M2-值,这将直接转化为最小光斑的尺寸和/或通过焊缝厚度。200μm的光纤芯是最常用的选项。

梁形状

超高斯强度分布有助于避免焊缝内部的热点,提高焊缝整体质量。为了平衡焊缝的结构和尺寸,必须做出权衡。

墙插效率(WPE)

激光二极管式的解决方案一致地提供了比其它激光系统更高的总WPE值,使得它们是聚合物焊接的理想解决方案。Monocrom的Flex系列工作在2 - 3 μ m的模块可以达到10%的WPE。

机械装配的安装必须进行全面的计划。焊接质量也可以通过采用最合适的梁输送选项来提高;例如,可以用导光板均匀化焊点。

应用程序和流程支持Monocrom

Monocrom可提供808 ~ 1060 nm, 2 μ m ~ 3 μ m的光纤耦合模块。公司所有的产品都是以激光基础模块耦合进入不同的光纤芯。这些可配备HP-SMA,D80或QBH连接器。

2微米 - 波长为3μm部分由覆盖Flex I-2000模块,这些模块可以覆盖2μm和3μm之间的任何波长,同时在CW中实现高达105W。

可以容纳需要特定波长,如2520nm,即使在诸如纤维或固态的其他激光技术可能挣扎的情况下也可以容纳2520nm。这是可能的Flex I-2000系统独特的组合技术 - 整流极化合成。

整流偏振光束组合是波长不可知的,这意味着它可以跟踪半导体激光二极管的移动增益,无论这是由注入电流或p-n结温度的增加或降低引起的。

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    Monocrom。(2021年6月11日)。聚合物激光焊接的先进技术。AZoM。于2021年8月19日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20409检索。

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    Monocrom。聚合物激光焊接的先进技术。AZoM.8月19日2021年

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    Monocrom。聚合物激光焊接的先进技术。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20409。(2021年8月19日生效)。

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    Monocrom》2021。聚合物激光焊接的先进技术.viewed september 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20409。

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