A tecnologia de processamento a laser tem penetrado gradualmente na indústria de manufatura e se tornado uma nova tecnologia que atrai muita atenção. Atualmente, em todas as aplicações de processamento de materiais a laser, a principal destinação é a fabricação de peças metálicas, representando mais de 85% do total. Os 15% restantes são distribuídos entre produtos de madeira e papel, tecidos e couro, materiais fibrosos, plásticos, vidro, semicondutores e outros produtos não metálicos. Diferentes faixas de comprimento de onda espectral do laser apresentam diferentes níveis de absorção e eficiência em diferentes materiais; ou seja, para determinadas propriedades dos materiais, sempre é possível encontrar um tipo de laser com a maior taxa de absorção, sendo este o mais adequado para o processamento.
Atualmente, a tecnologia de processamento a laser de materiais metálicos foi totalmente explorada, incluindo corte, soldagem, revestimento e limpeza. O próximo grande foco de crescimento será o processamento a laser de materiais não metálicos, especialmente vidro, plástico, madeira e papel. Os materiais mais comuns no cotidiano e na indústria são o plástico, e sua plasticidade e diversas possibilidades de modelagem permitem a fabricação de uma variedade de peças industriais e utensílios domésticos, com uma ampla gama de aplicações. Por muito tempo, a união de plásticos permaneceu um desafio sem solução satisfatória.
Processo de união de plásticos: O plástico possui boa termoplasticidade, portanto, quando há necessidade de unir peças, o aquecimento local o torna macio e derretido, facilitando a junção. No entanto, a eficiência e a qualidade da união variam muito de acordo com o método utilizado. Atualmente, existem principalmente algumas maneiras de unir peças plásticas: a primeira é a cola tradicional. Atualmente, as colas industriais costumam ter odor e até mesmo produzem substâncias tóxicas como o formaldeído, o que não atende aos requisitos de proteção ambiental. A segunda é a união por meio de fixadores ou presilhas, como encaixes pré-fabricados em duas peças plásticas, fáceis de remover, ou parafusos. O terceiro tipo é a união de plásticos por fusão térmica, incluindo soldagem por indução, soldagem por placa quente, soldagem a gás quente, soldagem por fricção vibratória, soldagem ultrassônica e soldagem a laser. A união entre fixadores é de importância crucial. Geralmente, é utilizada para unir duas peças plásticas sem uma conexão permanente. A união por fusão térmica geralmente resulta em uma conexão permanente entre plásticos. A eficiência da soldagem por placa quente é muito baixa, a precisão é insuficiente e o grau de automação é baixo. Atualmente, os métodos mais utilizados são a soldagem por fricção vibratória e a soldagem ultrassônica, e os equipamentos relacionados custam apenas dezenas de milhares de yuans por unidade, sendo adequados para produção em massa. No entanto, a soldagem ultrassônica gera ruído, limita o tamanho da peça a ser soldada e é propensa a produzir interfaces de aquecimento irregulares, resultando em erros na soldagem. A soldagem a laser de plásticos está gradualmente surgindo e atraindo a atenção da indústria de plásticos.
Soldagem a laser de plástico: A soldagem a laser de plástico é uma tecnologia que utiliza a energia térmica do laser para unir permanentemente peças termoplásticas. Antes da soldagem, é necessário aplicar uma força externa adequada para fixar a área entre as duas peças a serem soldadas. O comprimento de onda do laser infravermelho próximo é ajustado de acordo com o material das peças. O laser atravessa a primeira peça, que é absorvida pela segunda e convertida em energia térmica, fundindo a superfície de contato das duas peças para formar a área de soldagem e concluir a soldagem. A soldagem a laser de plástico apresenta vantagens como alta eficiência, controle totalmente automático, alta precisão, boa vedação da solda, soldagem sólida, menor dano às peças plásticas e ausência de ruído e poeira, sendo um processo de soldagem de plástico ideal. Os problemas atuais da soldagem a laser de plástico são: primeiro, o equipamento é relativamente caro em comparação com o processo tradicional; segundo, a dificuldade de soldagem causada pela absorção do laser entre plásticos de cores diferentes, especialmente entre as camadas superior e inferior de plásticos transparentes, que é mais difícil. No futuro, pode-se explorar o uso de revestimentos para auxiliar na absorção do laser; terceiro, a pesquisa sobre diversos cenários de aplicação, carregamento e descarregamento, fixação e automação da soldagem a laser de plástico ainda é insuficiente.
Teoricamente, a soldagem a laser de plástico pode ser aplicada a todos os setores relacionados à união de peças plásticas, e essa tecnologia ainda está em fase inicial de exploração. Ela é utilizada em peças plásticas de automóveis, instrumentos médicos, eletrodomésticos, eletrônicos de consumo, entre outros. No setor automotivo, a máquina de soldagem a laser de plástico com soldagem quase síncrona é utilizada em diversas aplicações, como a soldagem de corpos de válvulas, corpos de válvulas de retenção e painéis de instrumentos. Já a máquina de soldagem a laser de plástico com modo de soldagem sequencial por contorno é utilizada em todos os tipos de tubulações de combustível e juntas plásticas, bem como na soldagem de para-choques de carros de luxo, faróis de boas-vindas, ventiladores de corrente parasita, lanternas traseiras, separadores de óleo e gás, etc. Câmeras 360° para automóveis, radares automotivos, travas elétricas de portas, controladores eletrônicos de estacionamento, head-up displays, etc., podem ser fabricados com soldagem a laser de plástico, obtendo-se alta qualidade e economia.
Na área de instrumentos médicos, a soldagem a laser de plástico é utilizada para selar e soldar dispositivos com altos requisitos de limpeza, como conexões de mangueiras médicas, analisadores de sangue, aparelhos auditivos, conexões de gastroscópios e tanques de filtros de líquidos. Na soldagem de eletrônicos de consumo, como pulseiras de relógio e embalagens de óculos de realidade virtual, a soldagem a laser de plástico proporciona um acabamento estético e alta resistência da solda. Essa tecnologia também é utilizada em componentes de celulares (carcaça, conector de fone de ouvido, conector USB), mouses, sensores, etc. Atualmente, algumas empresas já aplicam a soldagem a laser de plástico na soldagem de embalagens de baterias.
Data da publicação: 27/03/2023
