Công nghệ gia công bằng laser đã dần thâm nhập vào ngành công nghiệp sản xuất và trở thành một công nghệ mới thu hút nhiều sự chú ý. Hiện nay, trong tất cả các ứng dụng gia công vật liệu bằng laser, chủ yếu là sản xuất các bộ phận kim loại, chiếm hơn 85% thị phần, 15% còn lại được phân bổ cho các sản phẩm gỗ và giấy, vải và da, vật liệu sợi, nhựa, thủy tinh, chất bán dẫn và các sản phẩm phi kim loại khác. Các dải bước sóng quang phổ khác nhau của laser cho thấy khả năng hấp thụ và hiệu quả khác nhau đối với các vật liệu khác nhau, có nghĩa là, đối với một số đặc tính vật liệu nhất định, luôn có thể tìm thấy một loại laser có tỷ lệ hấp thụ cao nhất, phù hợp nhất cho việc gia công.
Hiện nay, công nghệ gia công laser đối với vật liệu kim loại đã được khai thác triệt để, bao gồm cắt, hàn, phủ và làm sạch. Điểm phát triển nóng tiếp theo sẽ là gia công laser đối với các vật liệu phi kim loại, đặc biệt là thủy tinh, nhựa, gỗ và các sản phẩm giấy là những loại vật liệu phổ biến nhất trong đời sống và công nghiệp, tiêu biểu hơn cả là nhựa, với khả năng biến đổi hình dạng đa dạng cho nhiều loại linh kiện công nghiệp, đồ dùng hàng ngày, ứng dụng rất rộng rãi. Từ lâu, việc kết nối các loại nhựa vẫn là một vấn đề chưa được giải quyết thỏa đáng.
Quá trình kết nối nhựa: Nhựa có tính dẻo nhiệt tốt, vì vậy khi cần kết nối, việc gia nhiệt cục bộ sẽ làm cho nhựa mềm ra, tan chảy và dễ dàng ghép nối với nhau. Tuy nhiên, hiệu quả và chất lượng ghép nối của các phương pháp khác nhau rất khác nhau. Hiện nay, chủ yếu có một số cách để kết nối các bộ phận nhựa: đầu tiên là phương pháp truyền thống nhất là dùng keo dán. Hiện nay, keo công nghiệp thường có mùi, thậm chí còn tạo ra các chất độc hại như formaldehyde, không đáp ứng được yêu cầu bảo vệ môi trường. Thứ hai là kết nối bằng ốc vít hoặc chốt, chẳng hạn như sử dụng khóa cài định vị trí trên hai mảnh nhựa, dễ dàng tháo lắp, hoặc bắt vít hai mảnh nhựa lại với nhau. Loại thứ ba là sử dụng phương pháp ghép nối nhựa bằng nhiệt, bao gồm hàn cảm ứng, hàn tấm nhiệt, hàn khí nóng, hàn ma sát rung, hàn siêu âm và hàn laser. Việc kết nối bằng ốc vít có ý nghĩa cần thiết nhất định. Nó thường được sử dụng cho hai bộ phận nhựa không có kết nối chết vĩnh viễn. Việc ghép nối bằng nhiệt thường là kết nối vĩnh viễn giữa các loại nhựa. Hiệu quả của hàn tấm nhiệt rất thấp, độ chính xác không đủ và mức độ tự động hóa thấp. Hiện nay, các phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là hàn ma sát rung và hàn siêu âm, và các thiết bị liên quan chỉ có giá vài chục nghìn nhân dân tệ/món, phù hợp cho sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, hàn siêu âm tạo ra tiếng ồn, kích thước phôi hàn bị hạn chế, dễ tạo ra giao diện nhiệt không đều, dẫn đến sai sót trong quá trình hàn. Hàn laser nhựa đang dần nổi lên và thu hút sự chú ý của ngành công nghiệp nhựa.
Hàn laser nhựa: Hàn laser nhựa là công nghệ sử dụng năng lượng nhiệt của laser để kết nối vĩnh viễn các bộ phận nhựa nhiệt dẻo. Trước khi hàn, cần phải tác dụng lực bên ngoài thích hợp để kẹp chặt vùng giữa hai bộ phận cần hàn, điều chỉnh bước sóng của laser hồng ngoại gần phù hợp với vật liệu của các bộ phận, laser truyền qua bộ phận thứ nhất, bộ phận thứ hai hấp thụ và chuyển hóa thành năng lượng nhiệt, làm tan chảy bề mặt tiếp xúc của hai bộ phận để tạo thành vùng hàn và hoàn thành quá trình hàn. Hàn laser nhựa có ưu điểm là hiệu quả cao, điều khiển hoàn toàn tự động, độ chính xác cao, mối hàn kín tốt, mối hàn chắc chắn, ít gây hư hại cho các bộ phận nhựa, không gây tiếng ồn, bụi bẩn, là một quy trình hàn nhựa rất lý tưởng. Các vấn đề hiện tại của hàn laser nhựa, thứ nhất là thiết bị tương đối đắt tiền so với quy trình truyền thống; thứ hai, khó khăn trong việc hàn do sự hấp thụ laser giữa các màu nhựa khác nhau, đặc biệt là các lớp trên và dưới của nhựa trong suốt khó hơn, nhưng trong tương lai có thể nghiên cứu việc sử dụng lớp phủ để hỗ trợ hấp thụ laser; thứ ba, nghiên cứu về các kịch bản ứng dụng khác nhau, việc tải và dỡ hàng, đồ gá và tự động hóa của hàn laser nhựa vẫn còn chưa đầy đủ.
Về mặt lý thuyết, hàn laser nhựa có thể được ứng dụng trong tất cả các ngành công nghiệp liên quan đến kết nối nhựa, và công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu ban đầu. Nó được sử dụng trong các bộ phận nhựa của ô tô, dụng cụ y tế, thiết bị gia dụng, điện tử tiêu dùng, v.v. Trong ngành ô tô, máy hàn laser nhựa sử dụng phương pháp hàn bán đồng bộ được sử dụng trong nhiều loại hàn thân van kết hợp, hàn thân van kiểm tra và hàn bảng điều khiển ô tô; máy hàn laser nhựa với chế độ hàn đường viền tuần tự được sử dụng cho tất cả các loại đường ống dẫn nhiên liệu và mối nối nhựa, cũng như hàn cản xe cao cấp, đèn chào mừng ô tô, quạt điện xoáy, đèn hậu ô tô, bộ tách dầu khí, v.v. Camera 360 độ ô tô, radar ô tô, khóa cửa tự động, bộ điều khiển đỗ xe điện tử, màn hình hiển thị trên kính chắn gió, v.v., sử dụng hàn laser nhựa, có thể đạt được chất lượng sản phẩm cao và tiết kiệm chi phí.
Trong lĩnh vực dụng cụ y tế, hàn laser nhựa được sử dụng để hàn kín các thiết bị có yêu cầu độ sạch cao như mối nối ống dẫn y tế, máy phân tích máu, máy trợ thính, mối nối ống nội soi dạ dày và bình lọc chất lỏng. Hàn trong ngành điện tử tiêu dùng, ví dụ như sử dụng hàn laser nhựa để hàn dây đeo đồng hồ, bao bì kính thực tế ảo, v.v., có thể đạt được vẻ ngoài đẹp mắt và độ bền mối hàn cao. Hàn laser nhựa cũng được sử dụng trong các bộ phận điện thoại di động (vỏ máy, đế tai nghe, đế USB), chuột, cảm biến, v.v. Hiện nay, một số doanh nghiệp đã ứng dụng hàn laser nhựa vào hàn bao bì pin.
Thời gian đăng bài: 27/03/2023
