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近幾年，隨著技術(shù)的不斷升級，塑料的激光焊接對未來是增長的趨勢。這篇文章內(nèi)容主要分為四個(gè)部分，第一部分是關(guān)于塑料激光焊接原理，工藝研究以及檢測方法；第二部分是關(guān)于塑料激光焊接行業(yè)應(yīng)用，包括3C、汽車配件、醫(yī)療器械等；第三部分是透明塑料無痕焊接技術(shù)，是大族激光革命性的技術(shù)。最后一部分是簡單介紹一下大族激光。
塑料激光焊接原理
顧名思義，它就是兩種材料疊加，在夾具的作用下，激光透過上層材料，被下層材料吸收，然后通過一種熱傳導(dǎo)的方式，使上層材料和下層材料融合在一起。右邊這個(gè)圖是我們新的技術(shù)突破，就是針對于透明塑料做到拼接焊。塑料在拼接上難度非常大，我們實(shí)現(xiàn)了透明塑料的拼接焊，也是為醫(yī)療行業(yè)上專門做了工藝的研究。
塑料的傳統(tǒng)焊接和激光焊接對比
在傳統(tǒng)焊接方面，熱板焊接用的很少，前幾年應(yīng)用最多的就是振動(dòng)摩擦焊接、超聲波焊接，這兩種都是振動(dòng)焊接，工件在接觸材料表面進(jìn)行高頻的振動(dòng)，通過摩擦達(dá)到它的熔點(diǎn)，然后融合，這種技術(shù)有很多的缺陷，它是接觸式的，還有震動(dòng)、融合，容易產(chǎn)生缺陷，而且時(shí)間長了會產(chǎn)生疲勞，零件就容易脫落，它的機(jī)械應(yīng)力比較大，這就嚴(yán)重影響氣密性。
激光焊接塑料就有效避免這些不良因素。一是它是非接觸，二是焊接強(qiáng)度高，不容易失效，減少風(fēng)險(xiǎn)。在汽車配件行業(yè)，這兩年激光焊接基本全部替換超聲波焊接。激光焊接生產(chǎn)的柔性會更好，對工人的工作環(huán)境也比較好，而超聲波焊接的工作環(huán)境是特別差。
前些年，激光有些技術(shù)沒有突破，而且激光器價(jià)格比較高，相比傳統(tǒng)焊接，一次性投入較大，可能不是很快產(chǎn)生效益。但是現(xiàn)在激光的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢就凸顯出來了，激光焊接塑料，它可以降低設(shè)計(jì)人員對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)難度。目前，很多的產(chǎn)品（包括日用產(chǎn)品、3C產(chǎn)品等）都對加工精度、美學(xué)外觀的要求非常高，就決定了應(yīng)用激光焊接技術(shù)。
塑料激光焊接的相容性、融合溫度、匹配性越接近，它的效果就越好。塑料激光焊接應(yīng)用方式和金屬焊接不太一樣，包含輪廓焊接、準(zhǔn)同步焊接、同步焊接。首先介紹一下輪廓焊接，激光頭、激光束沿著產(chǎn)品的輪廓去運(yùn)動(dòng)，激光頭移動(dòng)平臺沿著軌跡進(jìn)行焊接，它是逐步完成的。
準(zhǔn)同步焊接應(yīng)用最廣泛，在汽車汽車配件行業(yè)，它是通過里面XY高頻的振鏡，它的核心就是對兩種材料塑料焊接塌陷的控制。輪廓焊接會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，這個(gè)內(nèi)應(yīng)力就會影響到物體的密封性。而準(zhǔn)同步是高速的一種掃描方式，而且配合現(xiàn)在控制，所以它能夠有效地消除內(nèi)應(yīng)力。在這個(gè)基礎(chǔ)上，大族激光結(jié)合自己外光路技術(shù)，開發(fā)出來3D同步塑料焊接技術(shù)。這個(gè)技術(shù)在很多曲面產(chǎn)品上已經(jīng)有實(shí)際的應(yīng)用，空間曲線可以完成焊接軌跡。
同步焊接主要應(yīng)用在汽車車燈、醫(yī)療行業(yè)。同步焊接是多光束，經(jīng)過光學(xué)整形呈現(xiàn)焊接軌跡的光斑，它的特性是減小內(nèi)應(yīng)力。因?yàn)橐蟊容^高，整個(gè)價(jià)格也比較高，所以在醫(yī)療方面應(yīng)用非常廣泛。
在塑料激光焊接領(lǐng)域，除了焊接技術(shù)，我們還有一些配套，比如說檢測技術(shù)，材料的特性對焊接的效果會產(chǎn)生非常大的影響，我們自己研發(fā)的透光率測試儀、氣密級檢測設(shè)備。
接下來介紹行業(yè)應(yīng)用，塑料激光焊接在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛，包括制造液體儲槽、液體過濾器材、軟管連接頭、造口術(shù)袋子、助聽器、移植體、血液透析、分析用的微流體器件等等，比如血液透析儀就是通過用同步焊接的方式去完成。在家電行業(yè)應(yīng)用包括空調(diào)風(fēng)葉、液冷燈、LED、水杯等。
目前，最廣泛的應(yīng)用在于汽車工業(yè)領(lǐng)域。包括自動(dòng)門鎖、無鑰匙進(jìn)出設(shè)備、啟動(dòng)開關(guān)、胎壓監(jiān)測計(jì)、儀表盤、前燈和尾燈、進(jìn)氣歧管、燃油噴嘴、變檔機(jī)架、發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器、駕駛室機(jī)架、液壓油箱、變速箱過濾器等。在消費(fèi)類電子3C行業(yè)，包括手機(jī)外殼、耳機(jī)外殼、鍵盤、傳感器、電子元件、微開關(guān)、紡織品、尼龍表帶等等。
針對塑料激光焊接，我們推出了一些專用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，包括輪廓、準(zhǔn)同步的、3D準(zhǔn)同步、同步，還有針對于某一類產(chǎn)品，比如汽車、儀表盤、運(yùn)動(dòng)水杯、汽車企管等。
接下來我介紹一下透明塑料激光無痕焊接技術(shù)，這個(gè)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。
這個(gè)是高分子材料，它有自己的物理性質(zhì)以及化學(xué)性質(zhì)，價(jià)格也比較廉價(jià)，最容易成型。
現(xiàn)在大家都非常關(guān)心自己的身體健康，這樣就推動(dòng)了醫(yī)療器件產(chǎn)品的使用。針對透明塑料無痕焊接，我們的研究也是基于一些理論，工藝研究也離不開理論基礎(chǔ)。
在醫(yī)療應(yīng)用方面，我們對透明塑料包括它的切面的力學(xué)分布進(jìn)行研究。它的原理是在金屬表面毛化，毛化之后兩種材料通過傳導(dǎo)的方式，是上層塑料的謀劃和金屬相互牽連在一起。這些實(shí)際案例應(yīng)用包括電池、醫(yī)療理論和pp的焊接等。
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