Технологията за лазерна обработка постепенно навлиза в индустриалното производство и се превръща в нова технология, която привлича голямо внимание. В момента във всички приложения на лазерна обработка на материали, главно в производството на метални части, се падат над 85% от дела, а останалите 15% са разпределени в приложенията за дърво и хартия, плат и кожа, влакнести материали, пластмаси, стъкло, полупроводници и други неметални продукти. Различните спектрални диапазони на дължината на вълната на лазера показват различна абсорбция и ефективност на различните материали, т.е. за определени свойства на материалите винаги е възможно да се намери тип лазер с най-висока степен на абсорбция, най-подходящ за обработка.
В момента технологията за лазерна обработка на метални материали е напълно проучена, включително рязане, заваряване, плакиране и почистване. Следващата гореща точка на растеж ще бъде лазерната обработка на неметални материали, особено стъкло, пластмаса, дърво и хартия, които са най-разпространените видове материали в бита и промишлеността. Пластмасата е по-представителна, нейните различни модели и промени в пластичността ѝ се използват за различни промишлени части и ежедневни потребности, а приложението ѝ е много широко. Дълго време свързването на пластмаси все още е проблем, който не може да бъде задоволително решен.
Процес на свързване на пластмаса Пластмасата има добра термопластичност, така че след като е необходимо свързване, локалното нагряване ще омекне, ще се разтопи и ще бъде лесно да се съедини, но ефективността на методите за съединяване варира значително. В момента има няколко основни начина за свързване на пластмасови части: първият е най-традиционното лепило-паста. В момента индустриалното лепило често има миризма и дори произвежда токсични вещества като формалдехид, което не отговаря на изискванията за опазване на околната среда. Вторият вид е свързването на крепежни елементи или крепежни елементи, като например предварително направена катарама върху две парчета пластмаса, която лесно се отстранява, или завинтване на две парчета пластмаса заедно. Третият вид е използването на термично сливане на пластмаса, включително индукционно заваряване, заваряване с гореща плоча, заваряване с горещ газ, вибрационно заваряване с триене, ултразвуково заваряване и лазерно заваряване. Връзката между крепежни елементи има определено необходимо значение. Обикновено се използва за две пластмасови части без постоянна мъртва връзка. Снаждането чрез термично сливане обикновено е постоянна връзка между пластмасите. Ефективността на заваряването с гореща плоча е много ниска, прецизността не е достатъчна и степента на автоматизация е ниска. В момента най-използваните са вибрационното заваряване с триене и ултразвуковото заваряване, а свързаното с тях оборудване струва само десетки хиляди юана на бройка и е подходящо за масово производство. Ултразвукът обаче произвежда шум, размерът на заварения детайл е ограничен и лесно се получава неравномерен топлинен интерфейс, което води до грешки при заваряване. Лазерното заваряване на пластмаси постепенно се появява и привлича вниманието на пластмасовата индустрия.
Лазерно заваряване на пластмаси: Лазерното заваряване на пластмаси е технология, която използва топлинната енергия на лазера за трайно свързване на термопластични части. Преди заваряване е необходимо да се приложи подходяща външна сила, за да се затегне зоната между двете заварявани части. Дължината на вълната на близкия инфрачервен лазер се регулира в зависимост от материала на частите. Лазерът първо преминава през първата част, втората част се абсорбира и преобразува в топлинна енергия, така че контактната повърхност на двете части да се разтопи, за да се образува зона на заваряване и завършване на заваряването. Лазерното заваряване на пластмаси има предимствата на висока ефективност, напълно автоматичен контрол, висока прецизност, добро запечатване на заваръчния шев, плътно заваряване, по-малко повреди по пластмасовите части, без шум и прах. Това е много идеален процес за заваряване на пластмаси. Настоящите проблеми с лазерното заваряване на пластмаси са, първо, сравнително високата цена на оборудването в сравнение с традиционния процес; второ, трудността при заваряване, причинена от абсорбцията на лазер между различните цветове пластмаса, особено горния и долния слой на прозрачната пластмаса, но в бъдеще може да се проучи използването на покрития за подпомагане на абсорбцията на лазера; трето, все още не са проведени достатъчно изследвания върху различни сценарии на приложение, товарене и разтоварване, закрепване и автоматизация на лазерното заваряване на пластмаси.
Теоретично, лазерното заваряване на пластмаси може да се приложи във всички индустрии, свързани с пластмасови съединения, и тази технология все още е в начален етап на проучване. Използва се в пластмасовите части на автомобили, медицински инструменти, домакински уреди, потребителска електроника и т.н. В автомобилната индустрия, машината за лазерно заваряване на пластмаси, използваща квазисинхронно заваряване, се използва при различни комбинирани заварки на корпуси на клапани, заварки на корпуси на възвратни клапани и заварки на табла с инструменти на автомобили. Машината за лазерно заваряване на пластмаси с режим на последователно контурно заваряване се използва за всички видове горивни тръбопроводи и пластмасови съединения, както и за заваряване на брони на автомобили от висок клас, автомобилни светлини за предупредителни лампи, вентилатори с вихрови токове, задни светлини на автомобили, сепаратори за масло и газ и др. Автомобилна 360-градусова камера, автомобилен радар, автоматично заключване на врати, електронен контролер за паркиране, head-up дисплей и др., използващи лазерно заваряване на пластмаси, могат да постигнат високо качество на продукта и икономичност.
По отношение на медицинските инструменти, лазерното заваряване на пластмаси се използва за запечатване и заваряване на устройства с високи изисквания за чистота, като например връзки за медицински маркучи, кръвни анализатори, слухови апарати, връзки за гастроскоп и резервоари за филтриране на течности. Заваряването на потребителска електроника, като например използването на лазерно заваряване на пластмаси за заваряване на каишки за часовници, опаковки за VR очила и др., може да постигне красив външен вид и висока якост на заваряване. Лазерното заваряване на пластмаси се използва и в части за мобилни телефони (калъфи, седалки за слушалки, USB седалки), мишки, сензори и др. Сега някои предприятия прилагат лазерно заваряване на пластмаси за заваряване на опаковки за батерии.
Време на публикуване: 27 март 2023 г.
