Nhựa được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau và nhu cầu về nhựa trong sản xuất công nghiệp đã dần tiệm cận hoặc thậm chí vượt quá nhu cầu về vật liệu thép. Đặc biệt trong ngành sản xuất điện tử, y tế, bao bì thực phẩm, ô tô và các ngành công nghiệp khác, nhựa đã trở thành một trong những vật liệu không thể thiếu, sản xuất các bộ phận nhựa khác nhau đáp ứng nhu cầu kết nối chính xác, độ bền cao, nhưng cũng có số lượng lớn nhựa được sử dụng và ngày càng tăng.
Hàn các chi tiết nhựa ô tô.
Việc lựa chọn quy trình kết nối cho các bộ phận nhựa có tác động quan trọng đến ứng dụng cuối cùng của sản phẩm nhựa. Các quy trình nối nhựa truyền thống bao gồm nối ren, dán, chèn và ép khít, cũng như nối nhiệt hạch được thể hiện bằng hàn tấm nóng và hàn siêu âm. Ưu điểm của các phương pháp kết hợp này là thao tác đơn giản, kết nối thuận tiện, khả năng ứng dụng mạnh mẽ; tuy nhiên, những nhược điểm cũng rõ ràng hơn, chẳng hạn như yêu cầu về hình dạng cụ thể, độ bền kết nối tương đối thấp, khi đối mặt với các hình dạng hình học ba chiều, các hình dạng rỗng và không đều phức tạp khác, cũng như các bộ phận và bộ phận lớn, và thậm chí sau việc kết nối các bộ phận bằng nhựa đòi hỏi độ kín khít nhất định, không gian hoạt động nhỏ, kém hiệu quả.
Hàn các bộ phận kết cấu màu trắng.
Đồng thời, trong quá trình theo đuổi đổi mới sản phẩm và nâng cao chất lượng của ngành công nghiệp hiện đại, yêu cầu về chất lượng hàn ngày càng cao. Với sự phát triển của công nghệ laser, đồng thời cũng thúc đẩy việc ứng dụng dần dần quy trình hàn nhựa, công nghệ hàn nhựa laser đã trở thành một hướng phát triển quan trọng, đang dần trở thành vật liệu kết nối mới được yêu thích, thường được sử dụng trong các bộ phận nhựa gia dụng màu trắng, nhựa ô tô các bộ phận và các bộ phận khác của hàn.
Nguyên lý hàn nhựa Laser
Hàn nhựa laser hay còn gọi là hàn truyền ánh sáng laser đòi hỏi lớp phôi nhựa phía trên có tốc độ truyền ánh sáng cao, lớp phôi phía dưới có thể hấp thụ năng lượng laser nên đối tượng hàn chủ đạo hiện nay là “nhựa trong suốt + nhựa đen”, Sự kết hợp của nhiều cách "nhựa trong suốt + nhựa trong suốt". Vì vậy, đối tượng hàn chủ đạo hiện nay là sự kết hợp “nhựa trong suốt + nhựa đen”, “nhựa trong suốt + nhựa trong suốt”.
Do hầu hết các loại nhựa trong suốt có độ truyền qua cao và độ hấp thụ ánh sáng thấp ở dải 800nm ~ 1100nm, dựa trên điều này, Nuffield đã cho ra mắt laser bán dẫn 980nm, tích hợp hệ thống điều khiển có độ chính xác cao trong một cấu trúc nhỏ gọn và dễ sử dụng. Nó sử dụng công nghệ laser bán dẫn tiên tiến để tạo ra tia laser cận hồng ngoại có bước sóng trung tâm 980nm. Năng lượng laser ở bước sóng này xuyên qua các bề mặt nhựa trong suốt hoặc bán trong suốt, được hấp thụ bởi các lớp bên dưới và chuyển thành nhiệt, có thể được sử dụng để thực hiện hàn nhựa chính xác và hiệu quả. Laser có hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, cung cấp đầu ra laser liên tục và mức công suất có thể được lựa chọn theo nhu cầu của quá trình hàn, từ vài watt đến hàng trăm watt công suất có thể điều chỉnh, giúp có thể đưa vào tính đến việc hàn các linh kiện nhựa có diện tích lớn, tốc độ cao.
Ứng dụng thực tế của hàn nhựa bằng laser không chỉ bao gồm bản thân tia laser mà còn bao gồm cả đầu hàn và thiết bị hàn. Việc sử dụng hàn nhựa laser bán dẫn 980nm, hai phần đầu tiên được hàn với sự trợ giúp của các đồ gá lắp ráp lại với nhau, nguyên tắc cơ bản của hàn là đầu ra của đầu hàn của chùm tia laser xuyên qua lớp nhựa trong suốt phía trên, dưới sự kiểm soát của chương trình được chiếu chính xác tới lớp bên dưới của các bộ phận nhựa được hàn; lớp nhựa dưới hấp thụ năng lượng laser tập trung ở mức độ cao sau khi nóng chảy, và làm cho lớp trên và lớp dưới của hai lớp phần nhựa của bề mặt tiếp xúc của bộ trao đổi nhiệt được nấu chảy hoàn toàn và kết hợp với nhau , với một lượng hỗ trợ từ bên ngoài nhất định, sau khi nguội để tạo thành mối hàn, hoàn thành mối hàn cuối cùng.
Hàn các bộ phận kết cấu nhựa của bảng mạch.
Đồng thời, với sự trợ giúp của hệ thống điều khiển đặc biệt, nó có thể thực hiện kiểm soát nhiệt chính xác và gia nhiệt cục bộ trong quá trình hàn truyền qua, chất lượng hàn ổn định, tránh ảnh hưởng xấu đến vật liệu xung quanh và được sử dụng rộng rãi để hàn nhựa chính xác các bộ phận trong ngành công nghiệp phụ tùng ô tô, thiết bị y tế, linh kiện điện tử, v.v.
Kiểm tra hàn nhựa PC + ABS
Trong thực tế, để đảm bảo chất lượng mối hàn và độ sâu nóng chảy đủ, cũng cần xem xét mối quan hệ giữa tốc độ hàn và công suất laser để tìm ra cửa sổ quy trình tối ưu.
Để hàn PC, nhựa ABS để thử nghiệm, hai bộ phận nhựa đầu tiên được đặt trong giá đỡ xếp chồng lên nhau và sử dụng đồ gá để áp lực kẹp.
Điều chỉnh công suất đầu ra của tia laser thành 300W, tốc độ hàn được đặt thành 20mm/s (tối đa 10,000 mm/s), hai lớp hàn nhựa thành công, mối hàn đồng nhất, chiều rộng mối hàn vừa phải, độ kín là tốt, và cường độ của bài kiểm tra độ bền kéo để đáp ứng yêu cầu.
Công suất đầu ra của tia laser duy trì ở mức 300W không thay đổi, khi tốc độ hàn được điều chỉnh thành 10mm/s, hai lớp hàn nhựa thành công, mối hàn đồng nhất, chiều rộng đường hàn, độ kín tốt; nhưng do nhiệt độ cao của bể nóng chảy, có thể dẫn đến một số vật liệu bị phân hủy, dẫn đến giảm độ bền của mối hàn.
Khi chỉnh công suất 200W, tốc độ hàn 20mm/s, chiều rộng mối hàn vừa phải, độ kết dính tốt, độ kín tốt, độ bền kéo thấp hơn mối hàn ở công suất cao. .
Ưu điểm của hàn laser
Hàn laser tương tự như quá trình liên kết nhiệt hạch, nhưng ưu điểm của phương pháp trước rõ ràng hơn:
Trước hết, độ chính xác cao, điểm nhỏ và độ đồng đều cao của tia laser, có thể căn chỉnh chính xác các bộ phận hàn nhỏ hơn, có thể nhanh chóng chuyển đổi năng lượng laser thành năng lượng cần thiết để hàn, để đạt được độ chính xác hàn và có thể cải thiện đáng kể hiệu quả hàn. Kết hợp với đầu hàn được thiết kế chuyên nghiệp đảm bảo năng lượng laser được hấp thụ hoàn toàn tại vùng hàn, đảm bảo độ bền cho mối hàn.
Thứ hai, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt nhỏ có thể tránh được tổn thương nhiệt cho bề mặt nhựa trong quá trình hàn, giúp duy trì độ trong suốt và độ hoàn thiện của vật liệu. Điều này làm cho sản phẩm sau khi hàn mờ không chỉ giữ được đặc điểm hình dáng ban đầu mà còn tăng cường độ vững chắc của kết cấu.
Thứ ba, nó giải quyết mâu thuẫn giữa tốc độ hàn và chất lượng hàn trong các phương pháp hàn truyền thống và có thể hoàn thành hàn diện rộng trong thời gian ngắn, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất. Một thao tác hàn ban đầu mất vài giờ giờ đây có thể dễ dàng hoàn thành chỉ trong vài phút hoặc hàng chục phút, tiết kiệm rất nhiều thời gian và chi phí.
Ngoài ra, thao tác hàn không tiếp xúc còn tránh được ứng suất cơ học và rung động do phương pháp kết nối truyền thống tạo ra, bảo vệ tính toàn vẹn của bề mặt nhựa, đồng thời đảm bảo độ chính xác của đường hàn, với sự kết nối chặt chẽ và đáng tin cậy hơn giữa các vật liệu. , và khả năng bịt kín tuyệt vời, đáp ứng yêu cầu chống thấm, chống bụi và các sản phẩm tiêu chuẩn cao khác.
Hàn các chi tiết nhựa ô tô.
Bản tóm tắt
Hiện nay, laser bán dẫn 980nm đã cho thấy tiềm năng thị trường và giá trị ứng dụng mạnh mẽ, là một công cụ hàn nhựa, đặc biệt là trong hàn nhựa ô tô, mang lại hiệu quả hàn đạt hiệu quả cao và ổn định. Trong hàn nội thất, có thể sử dụng cho bảng điều khiển, bảng điều khiển trung tâm, v.v. Hàn; trong hàn các bộ phận bên ngoài, có thể dễ dàng hàn tay nắm cửa, đèn, v.v. Trong hàn các bộ phận điện tử ô tô, laser bán dẫn 980nm cũng rất nổi bật, có thể được sử dụng cho nhiều linh kiện điện tử hàn nhựa, cải thiện đáng kể độ bền của kết nối và độ kín, để đảm bảo độ ổn định và độ tin cậy của từng bộ phận. Trong tương lai, với sự phát triển không ngừng của các chức năng, các sản phẩm 980nm sẽ mở ra nhiều ứng dụng hơn.
