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激光焊接!一场掀翻塑料连接的“工艺革命” 2020-06-05

近几年,随着技术的不断升级,塑料的激光焊接对未来是增长的趋势。在 《风越吹越大的“激光圈”,2020年怎么玩?》 文章本媒提到:我国是塑料制品生产大国,近年来作为一种新型的塑料连接方式,被广泛应用于汽车、新能源、医疗、消费电子、食品等行业,因为前市场局面还未打开,所以技术和应用场景具有极大的提升空间。

一直以来塑料焊接工艺是塑料行业的痛点所在,传统的塑料结合方式有一定的局限,例如:焊接质量较差、生产效率低、难于实现复杂形状焊接、环境污染严重、寿命短、后续处理等问题。这些问题一直以来困扰着塑料行业内人士,对比传统的振动摩擦焊接、超声波焊接、热板焊接等焊接方式,除了具有同等的焊接功能外,还具有高强度、高稳定性、高精度、绿色环保,无有毒气味与有害噪声等优势。

面对全球最大的塑料需求市场,塑料技术有着广阔的市场前景。树脂降解少,产生碎屑少,焊接过程非接触,不会产生污染,激光焊接相比其它连接方式所产生的机械应力和热应力小,因此特别适合于鼠标、移动电话、连接器件等加工精密的电子元器件,以及需要以更清洁的方式来熔接的复杂部件,例如含有线路板的塑料制品。汽车、医疗、消费电子、食品等行业都是激光焊接的理想应用领域。

汽车工业领域其塑料件应用激光焊接最为广泛,例如;在现代车辆上,无论是外装饰件(如保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等)、内装饰件(如仪表板、车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等),还是功能与结构件(油箱、散热器水室、空滤器罩、风扇叶片等),到处都可以看到塑料制件的影子。

在实际应用中,塑料激光焊接有几种常用的工艺方法:顺序型周线焊接,激光沿着塑料焊接层的轮廓线移动并使其熔化,将塑料逐渐粘结在一起。主要用于规则外形且有焊接速度要求的零件。


01同步焊接:

使用带有多个激光口的激光发射器,通过光学器件调整激光束的方向和形状;激光束通过程序引导,沿着焊接层的轮廓线焊接,使整个轮廓线同时熔化并粘结在一起。主要用于焊接面积较大,且焊接一致性要求较高的零件。


02扫描焊接:

又称准同步焊接,综合了上述两种焊接技术。利用光学器件产生高速激光束,沿着待焊接的部位移动,使得整个焊接处逐渐发热并熔合在一起。此方案对于激光发射设备要求较高。


03照射掩膜焊接:

通过预先制作的模板遮挡无效区域的激光束,只暴露出精确的焊接部位,对焊接区域进行熔化,实现焊接过程。这种焊接技术精度高,是目前应用较广的激光焊接技 术,设 备 通 用 性 强,模 板 制 作 简 单、成 本 低,可 以 实 现 低 至10μm 的高精度焊接。


 一直以来,国内塑料激光焊接设备市场还处于低端市场推广应用阶段,高端应用市场基本还是以进口设备为主。应用成本的偏高是整体市场需求未能放量的主要原因。 虽然目前的塑料激光焊接占整个塑料焊接加工的市场份额只有不到20%, 但是由于塑料激光焊接的平均效率超过传统焊接工艺的2~3倍,使得塑料激光焊接在整个塑料焊接加工市场的份额占比不断攀升,特别是在一些需要高焊接效率和严格的外观要求的场合, 具有非常明显的工艺技术优势。




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