透明、白色或米色的大面積熱塑性塑料部件將過程控制激光焊接技術(shù)發(fā)揮到了極致。現(xiàn)在，由于線激光器功率的進(jìn)一步提高，可在千瓦級范圍內(nèi)實施加工，同時在波長明顯增大的情況下實現(xiàn)無吸收激光透射焊接，因此這些局限已被打破。
除了點狀光源外，德國多特蒙特的Limo Lissotschenko Mikrooptik GmbH現(xiàn)在還提供二極管線激光器（型號：L_3 Limo線激光器）。該激光器利用專利的光束成形技術(shù)，可生成特別均質(zhì)、高能的激光線段。與圓形激光光束輪廓不同的是，線激光器可同時均勻地形成整個焊接輪廓，從而獲得更快的加工速度。
L_3 Limo線激光器技術(shù)
另外，激光線強度均勻的分布，以及激光連續(xù)進(jìn)行波形作業(yè)可確保加工效果持續(xù)穩(wěn)定。當(dāng)焊接塑料時，可采用不同的激光焊接方法，如掩模焊接、全面同步焊接等。全面同步焊接時，部件焊接幾乎是在瞬間完成（具體取決于塑料類型和部件的壁厚）。這種速度極快的“一次完成”焊接技術(shù)，具有諸多優(yōu)勢，并極大降低了翹曲和熱應(yīng)力。
另外，線激光器的光束可以導(dǎo)直，用于焊接，不再需要另外配光纖。這樣，加工過程中的激光能量就直接施加到工件上，再加上循環(huán)時間得到優(yōu)化，能量損失也顯著降低。因此，這種加工方法與激光束通過激光掃描儀在部件上來回掃描幾次的準(zhǔn)同步焊接有很大差別。
除了不再需要運動系統(tǒng)（部件和激光之間不存在相對運動）外，該方法的另一個優(yōu)勢是，加工周期更短。兩種優(yōu)勢加在一起，降低了生產(chǎn)成本，提高了每次焊接的質(zhì)量。這也是為何一家大型醫(yī)療技術(shù)企業(yè)采用這一技術(shù)加工其塑料灌注容器的原因。此外，線激光器完全同步焊接技術(shù)還用于生產(chǎn)平面3D輪廓。與高精度加工焦點的常規(guī)焦點光學(xué)不同，線激光器的工作距離只需要滿足±10mm公差即可。
采用模塊化結(jié)構(gòu)打造復(fù)合焊接系統(tǒng)
當(dāng)前市場的需求是模塊化設(shè)計的定制系統(tǒng)解決方案。除了采用“簡單的”線性激光模塊外，這種方法還可以結(jié)合二極管激光器，形成模塊化結(jié)構(gòu)的激光線，滿足各種不同產(chǎn)品的加工需要。
這些線可以在幾秒鐘內(nèi)完成同步焊接面積大、形狀復(fù)雜的塑料部件。在一個應(yīng)用實例中，Limo與一家機械工程公司合作，開發(fā)了采用4個激光模塊。
激光在所加工的塑料部件外殼的三個面板上形成多個不同長度的焊縫，并在0.5-3秒鐘內(nèi)完成部件焊接。另一個特別解決方案為不同汽車供應(yīng)商而開發(fā)。在這個案例中，激光線被分成15個獨立控制的線段（1.5mmx21mm），這意味著激光束只會對著需要焊接的特定點位。這種一個連著一個的激光線（4kW線激光器，激光長度為320mm、線寬1.5mm），在流程控制過程中降低了能量損失，整體效率可高達(dá)60%。
這些例子說明，Limo不只是生產(chǎn)線激光器，它還將它們用于開發(fā)適合工業(yè)用途的成套解決方案 。
這意味著，通過與機械工程企業(yè)一起合作，有望開發(fā)出定制的、必要時可配備功率強大、可靠的實時控制系統(tǒng)線性激光系統(tǒng)。這種所有焊接區(qū)域都同時完成、速度特別快的焊接作業(yè)質(zhì)量，最終取決于這個過程控制。但是，該技術(shù)同樣也可以裝入現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備。這類系統(tǒng)目前已經(jīng)在汽車領(lǐng)域的多個生產(chǎn)商和供應(yīng)商處得到應(yīng)用。
根據(jù)各種不同需求以及可能有的多種應(yīng)用，已經(jīng)開發(fā)出10W-15kW的線激光器，它們可以生成，如長介于1mm-350mm、寬介于0.05mm-10mm的均質(zhì)激光。
無吸收材料的激光透射焊接
炭黑顆粒作為經(jīng)濟的吸收劑加入到塑料中，被證明在很多不同應(yīng)用中都很有效。這種方法可用于汽車發(fā)動機艙部件的生產(chǎn)，這些部件本身是黑色的。如，一家很著名的汽車供應(yīng)商使用線激光器焊接了大量汽車鑰匙用黑色塑料殼。
在高技術(shù)含量的材料結(jié)合以及嚴(yán)格的法規(guī)要求（FDA）發(fā)揮著著重要角色的醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，采用了波長更長的新激光系統(tǒng)，它們甚至可以在不加吸收材料的情況下完成焊接。由于塑料和激光束只能在波長大于1100nm時才能發(fā)生適當(dāng)?shù)闹苯幼饔茫@些系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要影響。因此，波長介于1400nm-大約2000nm的激光特別適合用于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，包括白色標(biāo)簽產(chǎn)品和微流控制系統(tǒng)（如，集成在一個芯片上的實驗室)。所有這些領(lǐng)域包含著透明、白色或半透明熱塑性塑料部件的結(jié)合。
因此，Limo開發(fā)了波長為1470nm的150W線激光器，可以通過將12mm的激光線從焊接部件上方移動，而將兩個透明或高光的白色塑料部件結(jié)合在一起。
由于精密的電子部件的存在，如果與高溫計、非接觸式溫度測量傳感器一起使用，可以實現(xiàn)激光透射焊接過程的實時控制。如，如果高溫計顯示，溫度沒有高到焊接需要的溫度，電子單元將通過提高激光束的密度來調(diào)節(jié)這一過程。另外，高溫計還可用于記錄過程表現(xiàn)。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
