Laserkäsittelytekniikka on vähitellen tunkeutunut teolliseen valmistusteollisuuteen ja siitä on tullut uusi teknologia, joka herättää paljon huomiota. Tällä hetkellä lasermateriaalien käsittelysovelluksissa, pääasiassa metalliosien valmistuksessa, yli 85 %:n osuus on käytössä. Loput 15 % sovelluksista jakautuvat puu- ja paperituotteisiin, kankaaseen ja nahkaan, kuitumateriaaleihin, muoveihin, lasiin, puolijohteisiin ja muihin ei-metallisiin tuotteisiin. Eri spektriaallonpituusalueilla laserin absorptio ja hyötysuhde vaihtelevat eri materiaaleissa. Toisin sanoen tietyille materiaalien ominaisuuksille on aina mahdollista löytää laserin absorptionopeus, joka on korkein ja sopivin prosessointiin.
Tällä hetkellä metallimateriaalien laserkäsittelytekniikkaa on tutkittu täysimääräisesti, mukaan lukien leikkaus, hitsaus, verhous ja puhdistus. Seuraava kuuma kasvualue on ei-metallisten materiaalien, erityisesti lasin, muovin, puun ja paperituotteiden laserkäsittely. Nämä ovat yleisimpiä materiaaleja elämässä ja teollisuudessa. Muovi edustaa sitä paremmin, ja sen plastisuus muuttuu monissa teollisuuden osissa, päivittäisissä tarpeissa ja laaja sovellusalue. Muovien liittäminen on pitkään ollut edelleen ongelma, jota ei ole voitu tyydyttävästi ratkaista.
Muovin liitosprosessi Muovilla on hyvä termoplastisuus, joten kun se kytketään paikallisesti, se pehmenee ja sulaa ja on helppo liittää yhteen. Eri menetelmien tehokkuus ja liitoksen laatu vaihtelevat kuitenkin suuresti. Tällä hetkellä muoviosien liittämiseen on pääasiassa useita tapoja: ensimmäinen on perinteisin liimapasta. Tällä hetkellä teollisuusliimalla on usein haisua ja se tuottaa jopa myrkyllisiä aineita, kuten formaldehydiä, mikä ei täytä ympäristönsuojeluvaatimuksia. Toinen on kiinnittimien tai kiinnittimien liittäminen, kuten valmiiksi tehtyjen solkien kiinnittäminen kahteen muoviosaan, mikä on helppo irrottaa tai ruuvata kaksi muoviosaa yhteen. Kolmas tyyppi on lämpösulatemuovien liittäminen, mukaan lukien induktiohitsaus, kuumalevyhitsaus, kuumakaasuhitsaus, värähtelykitkahitsaus, ultraäänihitsaus ja laserhitsaus. Kiinnittimen ja kiinnittimen välisellä liitoksella on tietty välttämätön merkitys. Sitä käytetään yleensä kahden muoviosan liittämiseen ilman pysyvää kuollutta liitosta. Lämpösulateliitos on yleensä pysyvä liitos muovien välillä. Kuumalevyhitsauksen tehokkuus on hyvin alhainen, tarkkuus ei riitä ja automaatioaste on alhainen. Tällä hetkellä eniten käytettyjä menetelmiä ovat värähtelykitkahitsaus ja ultraäänihitsaus, ja niihin liittyvät laitteet maksavat vain kymmeniä tuhansia yuaneja kappaleelta ja soveltuvat massatuotantoon. Ultraääni aiheuttaa kuitenkin kohinaa, hitsattavan työkappaleen koko on rajallinen ja helposti syntyy epätasainen lämpörajapinta ja hitsausvirhe. Laserhitsausmuovit yleistyvät vähitellen ja herättävät muoviteollisuuden huomion.
Muovien laserhitsaus: Muovien laserhitsaus on tekniikka, jossa laserin lämpöenergiaa käytetään kestomuoviosien pysyvään liittämiseen. Ennen hitsausta on tarpeen lisätä sopiva ulkoinen voima kahden hitsattavan osan välisen alueen kiinnittämiseksi. Lähi-infrapunalaserin aallonpituutta on säädettävä sopivaksi osien materiaalille. Laser ensin läpäisee ensimmäisen osan, toinen osa absorboi ja muuntaa lämpöenergiaksi, jotta kahden osan kosketuspinta sulaa hitsausalueen muodostamiseksi ja hitsaus on valmis. Muovien laserhitsauksen etuna on korkea hyötysuhde, täysautomaattinen ohjaus, korkea tarkkuus, hyvä hitsaussauman tiivistys, vakaa hitsaus, muoviosien vähäinen vaurioituminen sekä melu ja pölyttömyys. Se on erittäin ihanteellinen muovien hitsausprosessi. Nykyiset muovien laserhitsauksen ongelmat ovat laitteiden kallis hinta verrattuna perinteiseen prosessiin. Toiseksi, laserin absorption aiheuttama hitsausvaikeus eri muovivärien, erityisesti läpinäkyvän muovin ylä- ja alakerrosten, välillä on suurempi, mutta tulevaisuudessa voidaan tutkia pinnoitteen käyttöä laserin absorption parantamiseksi. Kolmanneksi, muovien laserhitsauksen eri sovellusskenaarioiden, lastauksen ja purkamisen, kiinnityksen ja automatisoinnin tutkimus on vielä riittämätöntä.
Teoriassa muovilaserhitsausta voidaan soveltaa kaikilla muoviliitoksiin liittyvillä teollisuudenaloilla, ja tämä teknologia on vielä alkuvaiheessa. Sitä käytetään autojen, lääketieteellisten instrumenttien, kodinkoneiden, kulutuselektroniikan ja niin edelleen muoviosissa. Autoteollisuudessa lähes synkronista hitsausta käyttävää muovilaserhitsauslaitetta käytetään erilaisiin venttiilien rungon yhdistelmiin, takaiskuventtiilien rungon hitsaukseen ja autojen kojelaudan hitsaukseen. Peräkkäisellä muotohitsaustilalla varustettua muovilaserhitsauslaitetta käytetään kaikenlaisiin polttoaineletkuihin ja muoviliitoksiin sekä huippuluokan autojen puskurien, tervehdysvalojen, pyörrevirtapuhaltimien, autojen takavalojen, öljyn- ja kaasunerottimien jne. hitsaukseen. Autojen 360-kamerat, automaattiset tutkat, automaattiset ovien lukitukset, elektroniset pysäköintiohjaimet, head-up-näytöt jne. voidaan hitsata muovilaserhitsauksella, mikä mahdollistaa korkealaatuisten ja taloudellisten tuotteiden valmistuksen.
Lääketieteellisten instrumenttien osalta muovilaserhitsausta käytetään laitteiden, joilla on korkeat puhtausvaatimukset, tiivistämiseen ja hitsaamiseen, kuten lääketieteellisten letkuliitäntöjen, verinalysaattoreiden, kuulolaitteiden, gastroskooppien liitäntöjen ja nestesuodatinsäiliöiden. Kulutuselektroniikan hitsaus, kuten muovilaserhitsaus kellonrannekkeiden hitsauksessa, VR-lasien pakkauksissa jne., voi saavuttaa kauniin ulkonäön ja korkean hitsauslujuuden. Muovilaserhitsausta käytetään myös matkapuhelinten osissa (kotelot, kuulokkeiden istuimet, USB-istuimet), hiirissä, antureissa jne. Nyt jotkut yritykset ovat soveltaneet muovilaserhitsausta akkujen pakkausten hitsaukseen.
Julkaisun aika: 27.3.2023
