Laserbewerkingstechnologie heeft geleidelijk aan zijn weg gevonden naar de industriële productie en is uitgegroeid tot een nieuwe technologie die veel aandacht trekt. Momenteel wordt laserbewerking voornamelijk toegepast voor de productie van metalen onderdelen, goed voor meer dan 85% van de toepassingen. De resterende 15% wordt gebruikt voor hout- en papierproducten, textiel en leer, vezelmaterialen, kunststoffen, glas, halfgeleiders en andere niet-metalen producten. Verschillende spectrale golflengtebereiken van lasers vertonen verschillende absorptie en efficiëntie voor verschillende materialen. Dat wil zeggen dat voor bepaalde materiaaleigenschappen altijd een lasertype te vinden is met de hoogste absorptiesnelheid, die dus het meest geschikt is voor de bewerking.
De laserbewerkingstechnologie voor metalen materialen is momenteel volledig ontwikkeld, inclusief snijden, lassen, bekleden en reinigen. De volgende belangrijke groeimarkt zal de laserbewerking van niet-metalen materialen zijn, met name glas, kunststof, hout en papier. Dit zijn de meest voorkomende materialen in het dagelijks leven en de industrie. Kunststof is hiervan een goed voorbeeld, omdat de vele vormmogelijkheden van plastic de toepassingsmogelijkheden vormen voor diverse industriële onderdelen en dagelijkse gebruiksvoorwerpen. Het verbinden van kunststoffen is echter al lange tijd een probleem dat nog niet naar tevredenheid is opgelost.
Het verbinden van kunststofonderdelen: Kunststof heeft een goede thermoplastische eigenschap, waardoor het bij plaatselijke verhitting zacht wordt en smelt, waardoor het gemakkelijk te verbinden is. De efficiëntie en kwaliteit van de verbinding variëren echter sterk per methode. Er zijn momenteel hoofdzakelijk verschillende manieren om kunststofonderdelen te verbinden: de eerste is de meest traditionele methode met lijm. Industriële lijm heeft tegenwoordig vaak een geur en produceert zelfs giftige stoffen zoals formaldehyde, wat niet voldoet aan de eisen van milieubescherming. De tweede methode is het verbinden met bevestigingsmiddelen, zoals een voorgevormde gesp die gemakkelijk te verwijderen is, of het vastschroeven van twee kunststofonderdelen. De derde methode is het gebruik van warmtefusie, waaronder inductielassen, heteplaatlassen, heteluchtlassen, vibratielassen, ultrasoon lassen en laserlassen. De verbinding tussen bevestigingsmiddelen is van essentieel belang. Deze methode wordt over het algemeen gebruikt voor twee kunststofonderdelen die geen permanente, vaste verbinding vereisen. Warmtefusie zorgt doorgaans voor een permanente verbinding tussen kunststofonderdelen. De efficiëntie van het lassen met een hete plaat is erg laag, de precisie laat te wensen over en de mate van automatisering is gering. Momenteel worden vibratie-wrijvingslassen en ultrasoon lassen het meest gebruikt. De bijbehorende apparatuur kost slechts tienduizenden yuan per stuk en is geschikt voor massaproductie. Ultrasoon lassen produceert echter lawaai, de afmetingen van de te lassen werkstukken zijn beperkt en er kan gemakkelijk een ongelijkmatige warmteverdeling ontstaan, wat tot fouten in het lasresultaat kan leiden. Laserlassen van kunststoffen wint geleidelijk aan terrein en krijgt steeds meer aandacht van de kunststofindustrie.
Kunststoflaserlassen: Kunststoflaserlassen is een technologie die de warmte-energie van een laser gebruikt om thermoplastische onderdelen permanent met elkaar te verbinden. Voordat er gelast wordt, is het nodig om de ruimte tussen de twee te lassen onderdelen vast te klemmen met een geschikte externe kracht. De golflengte van de nabij-infraroodlaser wordt aangepast aan het materiaal van de onderdelen. De laserstraal wordt eerst door het eerste onderdeel gestuurd, waarna het tweede onderdeel de warmte-energie absorbeert en omzet in warmte. Hierdoor smelt het contactoppervlak van de twee onderdelen en ontstaat een lasverbinding. Kunststoflaserlassen heeft als voordelen een hoge efficiëntie, volledig automatische besturing, hoge precisie, goede afdichting van de las, een solide verbinding, minimale schade aan de kunststof onderdelen, geen lawaai en geen stof. Het is een zeer ideale lasprocedure voor kunststof. De huidige problemen bij kunststoflaserlassen zijn ten eerste de relatief hoge kosten van de apparatuur in vergelijking met traditionele processen; ten tweede de moeilijkheid van het lassen door de laserabsorptie tussen verschillende kleuren kunststof, met name tussen de bovenste en onderste lagen van transparant kunststof. In de toekomst kan echter onderzoek worden gedaan naar het gebruik van coatings om de laserabsorptie te verbeteren. Ten derde is het onderzoek naar diverse toepassingsscenario's, laden en lossen, opspanning en automatisering van kunststoflaserlassen nog onvoldoende.
Theoretisch gezien kan kunststoflaserlassen worden toegepast in alle industrieën die te maken hebben met kunststofverbindingen, en deze technologie bevindt zich nog in een beginstadium van onderzoek. Het wordt gebruikt voor kunststofonderdelen in auto's, medische instrumenten, huishoudelijke apparaten, consumentenelektronica, enzovoort. In de automobielindustrie wordt de kunststoflaser met quasi-synchroon lassen gebruikt voor het lassen van diverse gecombineerde kleppenhuizen, terugslagkleppen en instrumentenpanelen. De kunststoflaser met sequentiële contourlasmodus wordt gebruikt voor allerlei brandstofleidingen en kunststofverbindingen, evenals voor het lassen van hoogwaardige autobumpers, autoverlichting, wervelstroomventilatoren, achterlichten, olie- en gasafscheiders, enzovoort. Auto-360°-camera's, autoradars, automatische deursloten, elektronische parkeercontrollers, head-up displays, enzovoort, kunnen met kunststoflaserlassen worden vervaardigd, wat een hoge productkwaliteit en een economische oplossing oplevert.
In de medische sector wordt kunststoflaserlassen gebruikt voor het afdichten en lassen van onderdelen met hoge hygiëne-eisen, zoals medische slangverbindingen, bloedanalyseapparaten, hoortoestellen, gastroscoopverbindingen en vloeistoffiltertanks. Ook bij de productie van consumentenelektronica, zoals horlogebandjes en de behuizing van VR-brillen, kan kunststoflaserlassen een fraai uiterlijk en een hoge lassterkte opleveren. Kunststoflaserlassen wordt tevens toegepast bij de productie van onderdelen voor mobiele telefoons (behuizing, headsetaansluiting, USB-poort), muizen, sensoren, enzovoort. Sommige bedrijven passen kunststoflaserlassen nu zelfs toe bij de behuizing van batterijen.
Geplaatst op: 27 maart 2023
