Технология лазерной обработки постепенно проникает в промышленное производство и становится новой технологией, привлекающей большое внимание. В настоящее время среди всех применений лазерной обработки материалов основное внимание уделяется изготовлению металлических деталей, на которые приходится более 85% рынка, а оставшиеся 15% распределяются в деревообрабатывающей и бумажной промышленности, текстильной и кожевенной промышленности, производстве волокнистых материалов, пластмасс, стекла, полупроводников и других неметаллических изделий. Различные спектральные диапазоны длин волн лазера демонстрируют различное поглощение и эффективность для разных материалов, то есть для определенных свойств материалов всегда можно найти тип лазера с наивысшей степенью поглощения, наиболее подходящий для обработки.
В настоящее время технология лазерной обработки металлических материалов полностью изучена, включая резку, сварку, наплавку и очистку. Следующим перспективным направлением станет лазерная обработка неметаллических материалов, особенно стекла, пластика, дерева и бумажных изделий – наиболее распространенных материалов в быту и промышленности. Наиболее показательным примером является пластик, чья пластичность и способность к различным формам позволяют создавать разнообразные промышленные детали и предметы повседневного обихода, что обеспечивает широкое применение. Долгое время проблема интеграции с пластиком оставалась нерешенной.
Процесс соединения пластиковых деталей. Пластик обладает хорошей термопластичностью, поэтому при необходимости соединения он размягчается и плавится под воздействием локального нагрева, что облегчает его сращивание. Однако эффективность и качество соединения значительно различаются в зависимости от метода. В настоящее время существует несколько основных способов соединения пластиковых деталей: первый — это наиболее традиционный способ с использованием клея. В настоящее время промышленные клеи часто имеют запах и даже выделяют токсичные вещества, такие как формальдегид, что не соответствует требованиям охраны окружающей среды. Второй способ — это соединение с помощью крепежных элементов, например, предварительно изготовленных защелок, расположенных на двух пластиковых деталях, которые легко снимаются, или скручивание двух пластиковых деталей винтами. Третий способ — это использование термоплавкого соединения пластика, включая индукционную сварку, сварку горячей плитой, сварку горячим газом, вибрационную сварку трением, ультразвуковую сварку и лазерную сварку. Соединение между крепежными элементами имеет определенное необходимое значение. Обычно используется для двух пластиковых деталей без постоянного жесткого соединения. Термоплавкое соединение, как правило, обеспечивает постоянное соединение между пластиковыми деталями. Эффективность сварки на горячих плитах очень низкая, точность недостаточна, а степень автоматизации низкая. В настоящее время наиболее распространены вибрационная сварка трением и ультразвуковая сварка, а соответствующее оборудование стоит всего несколько десятков тысяч юаней за штуку и подходит для массового производства. Однако ультразвуковая сварка создает шум, размеры свариваемой детали ограничены, и легко возникает неравномерный нагрев, что приводит к ошибкам в качестве сварки. Лазерная сварка пластмасс постепенно набирает популярность и привлекает внимание пластмассовой промышленности.
Лазерная сварка пластмасс: Лазерная сварка пластмасс — это технология, использующая тепловую энергию лазера для прочного соединения термопластичных деталей. Перед сваркой необходимо приложить соответствующее внешнее усилие для зажима зоны между двумя свариваемыми деталями, отрегулировать длину волны ближнего инфракрасного лазера в соответствии с материалом деталей. Лазер сначала проходит через первую деталь, вторая деталь поглощает его и преобразует в тепловую энергию, расплавляя контактную поверхность двух деталей для образования зоны сварки и завершения сварки. Лазерная сварка пластмасс обладает преимуществами высокой эффективности, полностью автоматического управления, высокой точности, хорошей герметичности сварного шва, прочной сварки, меньшего повреждения пластмассовых деталей, отсутствия шума и пыли, что делает ее идеальным процессом сварки пластмасс. Существующие проблемы лазерной сварки пластмасс заключаются в следующем: во-первых, оборудование относительно дорогое по сравнению с традиционным процессом; во-вторых, сложность сварки, вызванная поглощением лазера между различными цветами пластмассы, особенно между верхним и нижним слоями прозрачного пластика, но в будущем можно будет изучить использование покрытий для облегчения поглощения лазера. В-третьих, исследования различных сценариев применения, таких как погрузка и разгрузка, крепление и автоматизация лазерной сварки пластмасс, все еще недостаточны.
Теоретически, лазерная сварка пластмасс может применяться во всех отраслях, связанных с соединением пластмасс, и эта технология все еще находится на начальной стадии исследования. Она используется в пластмассовых деталях автомобилей, медицинских приборов, бытовой техники, потребительской электроники и так далее. В автомобилестроении аппараты лазерной сварки пластмасс с квазисинхронной сваркой применяются для сварки различных комбинированных корпусов клапанов, корпусов обратных клапанов и приборных панелей автомобилей; аппараты лазерной сварки пластмасс с последовательным контурным режимом сварки используются для всех видов топливопроводов и пластиковых соединений, а также для сварки высококачественных автомобильных бамперов, автомобильных приветственных огней, вихретоковых вентиляторов, автомобильных задних фонарей, маслоотделителей и т. д. Использование лазерной сварки пластмасс в автомобильных 360-градусных камерах, автомобильных радарах, автоматических дверных замках, электронных парковочных контроллерах, проекционных дисплеях и т. д. позволяет получить продукцию высокого качества и экономичности.
В медицинской сфере лазерная сварка пластика используется для герметизации и сварки устройств с высокими требованиями к чистоте, таких как медицинские шланговые соединения, анализаторы крови, слуховые аппараты, соединения гастроскопов и резервуары для жидкостных фильтров. В бытовой электронике, например, при сварке пластиковых ремешков для часов, корпусов VR-очков и т. д., достигается красивый внешний вид и высокая прочность сварного шва. Лазерная сварка пластика также используется в деталях мобильных телефонов (корпусы, гнезда для наушников, USB-разъемы), мышей, датчиков и т. д. В настоящее время некоторые предприятия применяют лазерную сварку пластика для сварки корпусов батарей.
Дата публикации: 27 марта 2023 г.
