Технологія лазерної обробки поступово проникла в промислове виробництво та стала новою технологією, яка привертає значну увагу. Наразі понад 85% усіх застосувань лазерної обробки матеріалів, головним чином у виробництві металевих деталей, припадає на частку, а решта 15% розподілені у виробництві деревини та паперу, тканини та шкіри, волокнистих матеріалів, пластмас, скла, напівпровідників та інших неметалевих виробів. Різні спектральні діапазони довжин хвиль лазера демонструють різне поглинання та ефективність різних матеріалів, тобто для певних властивостей матеріалів завжди можна знайти тип лазера з найвищим коефіцієнтом поглинання, який найбільше підходить для обробки.
Наразі технологія лазерної обробки металевих матеріалів, включаючи різання, зварювання, плакування та очищення, повністю досліджена. Наступною гарячою точкою зростання буде лазерна обробка неметалевих матеріалів, особливо скла, пластику, деревини та паперових виробів, які є найпоширенішими типами матеріалів у побуті та промисловості, що більше відповідає пластику, його різноманітні зміни пластичності для різноманітних промислових деталей, предметів повсякденного вжитку, застосування дуже широке. Протягом тривалого часу з'єднання пластмас все ще залишалося проблемою, яку неможливо задовільно вирішити.
Процес з'єднання пластику. Пластик має добру термопластичність, тому після потреби в локальному нагріванні він стає м'яким, плавиться та легко з'єднується, але ефективність методів з'єднання значно варіюється. Наразі існує кілька основних способів з'єднання пластикових деталей: перший - це найтрадиційніший клей-паста. Наразі промисловий клей часто має запах і навіть виділяє токсичні речовини, такі як формальдегід, що не відповідає вимогам охорони навколишнього середовища. Другий - це з'єднання кріплень або кріплень, таких як попередньо виготовлені пряжки на двох пластикових деталях, які легко зняти або скрутити. Третій тип - це використання з'єднання пластику термічною плавкою, включаючи індукційне зварювання, зварювання гарячою пластиною, зварювання гарячим газом, вібраційне зварювання тертям, ультразвукове зварювання та лазерне зварювання. З'єднання між кріпильними елементами має певне необхідне значення. Зазвичай воно використовується для двох пластикових деталей без постійного мертвого з'єднання. З'єднання термічною плавкою, як правило, є постійним з'єднанням між пластиками. Ефективність зварювання гарячою пластиною дуже низька, точність недостатня, а ступінь автоматизації низький. Наразі найчастіше використовується вібраційне зварювання тертям та ультразвукове зварювання, а вартість відповідного обладнання становить лише десятки тисяч юанів за штуку та підходить для масового виробництва. Однак ультразвук створює шум, розмір зварювальної деталі обмежений, і легко створює нерівномірний нагрів поверхні, що призводить до похибки зварювання. Лазерне зварювання пластмас поступово з'являється, привертаючи увагу промисловості пластмас.
Лазерне зварювання пластику: Лазерне зварювання пластику – це технологія, яка використовує теплову енергію лазера для остаточного з'єднання термопластичних деталей. Перед зварюванням необхідно додати відповідне зовнішнє зусилля, щоб затиснути область між двома деталями, що зварюються, відрегулювати довжину хвилі ближнього інфрачервоного лазера відповідно до матеріалу деталей. Спочатку лазер пропускає першу деталь, потім другу деталь поглинає та перетворює його на теплову енергію, щоб розплавити контактну поверхню двох деталей, утворюючи зону зварювання та завершуючи зварювання. Лазерне зварювання пластику має такі переваги, як висока ефективність, повністю автоматичне керування, висока точність, хороша герметизація зварного шва, міцне зварювання, менше пошкодження пластикових деталей, відсутність шуму та пилу, що є ідеальним процесом зварювання пластику. Поточні проблеми лазерного зварювання пластику полягають у тому, що обладнання є відносно дорогим порівняно з традиційним процесом; по-друге, складність зварювання, спричинена поглинанням лазера між різними кольорами пластику, особливо верхній та нижній шари прозорого пластику, що є складнішим, але в майбутньому можна дослідити використання покриттів для сприяння поглинанню лазера; по-третє, дослідження різних сценаріїв застосування, завантаження та розвантаження, кріплення та автоматизації лазерного зварювання пластику все ще недостатні.
Теоретично, лазерне зварювання пластику може бути застосоване в усіх галузях промисловості, пов'язаних зі з'єднанням пластику, і ця технологія все ще перебуває на початковій стадії дослідження. Вона використовується в пластикових деталях автомобілів, медичних інструментах, побутовій техніці, споживчій електроніці тощо. В автомобілебудуванні лазерне зварювання пластику з використанням квазісинхронного зварювання використовується в різних комбінованих зварюваннях корпусів клапанів, корпусів зворотних клапанів та панелей приладів автомобілів; лазерне зварювання пластику з послідовним режимом контурного зварювання використовується для всіх видів паливних ліній та пластикових з'єднань, а також для зварювання високоякісних автомобільних бамперів, автомобільних вітальних вогнів, вихрострумових вентиляторів, задніх ліхтарів автомобілів, маслогазовідділювачів тощо. Автомобільна 360-градусна камера, автомобільний радар, автоматичний замок дверей, електронний паркувальний контролер, проекційний дисплей тощо, використовуючи лазерне зварювання пластику, може забезпечити високу якість та економічність продукції.
Що стосується медичних інструментів, лазерне зварювання пластику використовується для герметизації та зварювання пристроїв з високими вимогами до чистоти, таких як з'єднання медичних шлангів, аналізаторів крові, слухових апаратів, з'єднань для гастроскопів та резервуарів для рідинного фільтра. Зварювання побутової електроніки, таке як використання лазерного зварювання пластику для зварювання ремінців годинників, упаковки окулярів віртуальної реальності тощо, може досягти гарного зовнішнього вигляду та високої міцності зварювання. Лазерне зварювання пластику також використовується для деталей мобільних телефонів (корпусів, сидінь для гарнітури, сидінь для USB), мишей, датчиків тощо. Зараз деякі підприємства застосовують лазерне зварювання пластику для зварювання упаковки акумуляторів.
Час публікації: 27 березня 2023 р.
