激光塑料焊接是一種新型的焊接技術(shù)，利用激光光束對(duì)塑料材料進(jìn)行加熱熔化，然后迅速冷卻固化，以實(shí)現(xiàn)塑料材料的連接。其具有速度快、加工方便、適應(yīng)范圍廣和易于實(shí)現(xiàn)精密數(shù)控等優(yōu)點(diǎn)。在汽車(chē)、航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療、電子產(chǎn)品等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，對(duì)激光塑料焊接技術(shù)的需求也在不斷增長(zhǎng)。

一、塑料激光焊接市場(chǎng)應(yīng)用

目前，全球塑料激光焊接市場(chǎng)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。塑料激光焊接技術(shù)的成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大是推動(dòng)市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要因素之一。隨著塑料激光焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，其在汽車(chē)、電子、醫(yī)療器械、家電等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。特別是醫(yī)療領(lǐng)域，許多醫(yī)療器械，如醫(yī)用注射器、輸液袋、導(dǎo)管等，都是由塑料材料制成的。激光塑料焊接技術(shù)可以用于這些器械的制造和組裝，實(shí)現(xiàn)高效、精確的焊接。而醫(yī)療器械對(duì)焊接質(zhì)量和密封性的要求非常高。激光塑料焊接技術(shù)可以滿(mǎn)足這些要求，確保設(shè)備的密封性和穩(wěn)定性。

二、塑料激光焊接技術(shù)要求

然而，塑料激光焊接市場(chǎng)也面臨一些挑戰(zhàn)。首先，塑料材料種類(lèi)繁多，不同材料的熱熔性能不同，要實(shí)現(xiàn)成功的焊接需要根據(jù)材料的特性進(jìn)行不同的工藝參數(shù)設(shè)置。這對(duì)設(shè)備制造商和操作人員的技術(shù)要求較高。其次，激光設(shè)備的價(jià)格相對(duì)較高，設(shè)備的投資成本較大，這對(duì)一些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)困擾。激光焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較高的熱量，容易造成焊接區(qū)域周?chē)乃芰献冃位驘釗p傷，因此需要進(jìn)行合適的工藝控制。

精密塑料激光焊接材料要點(diǎn)圖示

從材料角度，我們還需要注意的是:

1.激光焊接同樣受到兩種聚合物相容性及熔融溫度差異的影響，兩者相容性越好或熔融溫度越接近越容易進(jìn)行激光焊接工藝，并獲得更高質(zhì)量的焊接強(qiáng)度。如圖所示，PC/ABS與PMMA或PC、PC與PBT、ABS與PBT都可以很好地進(jìn)行焊接。

2.當(dāng)吸收層聚合物將激光能量轉(zhuǎn)化為熱能發(fā)生熔融時(shí)，體積會(huì)發(fā)生膨脹，因此有必要在上下兩層件通過(guò)夾具施加一定的夾持力以避免焊接界面因膨脹變形。不僅如此，夾持力同時(shí)確保熱能在兩層間更好地進(jìn)行傳導(dǎo)，保證兩種聚合物能夠同時(shí)熔融從而獲得更高的焊接強(qiáng)度。

另外，在激光焊接工藝的選擇上，激光器功率過(guò)高或焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成材料熔融過(guò)度導(dǎo)致降解,為達(dá)到理想的焊接質(zhì)量應(yīng)該選擇合適的激光功率、掃描速度及焊接時(shí)間。

與傳統(tǒng)塑料焊接工藝不同，激光焊接利用激光輻射能量對(duì)兩種聚合物進(jìn)行焊接，不僅在聚合物選擇上具有廣泛的適用性，更具備焊縫美觀、焊接靈活、焊接強(qiáng)度高的特點(diǎn)。

松盛光電迎合塑料焊接市場(chǎng)需求自主研發(fā)一體化恒溫振鏡同軸視覺(jué)掃描焊接加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用作塑料制品的精密焊接。振鏡恒溫視覺(jué)同軸加工系統(tǒng)專(zhuān)為滿(mǎn)足高精度定位要求的振鏡掃描加工而設(shè)計(jì)，CCD觀測(cè)的圖像與激光光束焦點(diǎn)完全同軸，與F-θ鏡頭及黑明光源配套可實(shí)現(xiàn)“所見(jiàn)即所得”的激光加工。校正后的激光加工絕對(duì)位置精度可達(dá)到0.02mm以下，與軟件配合使用幾乎可以克服振鏡溫漂帶來(lái)的加工位置誤差。

松盛光電激光塑料焊接的主要優(yōu)勢(shì)：

976nm激光焊接頭（圖左）2um塑料焊接頭（圖右）

1)利用高能量密度的激光熱源，實(shí)現(xiàn)塑料接合面溫度的最佳化，以保證塑料激光焊接過(guò)程的高速度和高精度化。

2)通過(guò)激光束形狀和尺寸的變化，可以將熱影響區(qū)和接合區(qū)域控制到很小的程度。焊接區(qū)域的外表面看不到焊接形成的痕跡，也看不到由焊接所形成的損傷。

3)976nm/2μm多波段焊接頭可選，自帶CCD同軸測(cè)溫接口，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊點(diǎn)恒溫焊接。

4)對(duì)零部件的形狀和尺寸沒(méi)有限制，使零部件的設(shè)計(jì)自由度有一個(gè)飛躍性的提高。

5)焊接過(guò)程中沒(méi)有震動(dòng)，對(duì)于電子元件、醫(yī)療器械等震動(dòng)敏感的零部件來(lái)說(shuō)是非常有利的。

6)非接觸加工(連接的零部件和熱源沒(méi)有物理性的接觸)，容易維持醫(yī)療及食品器械等的衛(wèi)生安全。

7)激光光束傳送自由度高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。