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激光塑料焊接

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兩種透明塑料可以激光焊接嗎?

兩種透明塑料可以進(jìn)行激光焊接,但具有一定的挑戰(zhàn)性。比如透明材料(PC、PVC、PP、PMMA、PET)的焊接。

常規(guī)激光焊接的難點(diǎn)

透明塑料對(duì)于激光的透過(guò)率很高,比如常見(jiàn)的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET),它們?cè)诩儍魻顟B(tài)下對(duì)許多波長(zhǎng)的激光吸收性很差。由于激光焊接是基于塑料吸收激光能量轉(zhuǎn)化為熱能,使塑料熔化從而實(shí)現(xiàn)焊接,所以透明塑料很難像普通塑料那樣直接吸收激光能量進(jìn)行焊接。

解決方案及適用情況

添加吸光材料:可以在兩種透明塑料的焊接界面添加吸光劑。例如,在焊接區(qū)域添加少量的碳納米管或某些特殊的有機(jī)染料,這些吸光材料能夠吸收激光能量并將熱量傳遞給透明塑料,使焊接區(qū)域的塑料熔化。像在光學(xué)產(chǎn)品的塑料部件焊接中,如果要焊接兩個(gè)透明的塑料鏡片支架(材料為透明塑料),就可以采用這種方法。在支架的焊接界面處涂上含有吸光劑的涂層,然后進(jìn)行激光焊接,使支架牢固地焊接在一起。

采用特殊的激光焊接技術(shù):

透射式激光焊接:對(duì)于兩種透明塑料,利用透射式激光焊接是一種可行的方法。它是通過(guò)一束激光穿過(guò)其中一個(gè)透明塑料部件(這個(gè)部件對(duì)激光的透過(guò)性稍好),聚焦在兩個(gè)透明塑料的接觸界面上。在界面處,激光能量被吸收(可以是利用塑料本身在界面處由于微小的光學(xué)性質(zhì)變化產(chǎn)生的吸收,或者是預(yù)先在界面處添加的極薄的吸光層吸收),使塑料熔化焊接。例如,在一些透明塑料包裝的焊接中,就可以采用這種技術(shù),將兩個(gè)透明的塑料薄膜或薄片焊接在一起。

近紅外激光焊接:某些透明塑料在近紅外波段有一定的吸收峰。如果選擇合適波長(zhǎng)的近紅外激光,就可以使透明塑料吸收能量。比如,一些經(jīng)過(guò)特殊改性的透明聚酯材料在近紅外區(qū)域有較弱的吸收,當(dāng)使用與之匹配的近紅外激光時(shí),可以實(shí)現(xiàn)焊接。這種方法需要精確控制激光的波長(zhǎng)和能量,以確保塑料在焊接區(qū)域能夠有效吸收熱量而不損壞塑料的整體結(jié)構(gòu)。


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