Heutzutage stellen viele Produkte (u. a. die Automobil-Halbleiterindustrie, die Pharma- und Lebensmittelindustrie usw.) sehr hohe Anforderungen an die Verarbeitungsgenauigkeit und das ästhetische Erscheinungsbild, was das Laserschweißen zu einem notwendigen Verfahren für die Herstellung dieser Produkte macht und die Weiterentwicklung fördert der Laserschweißtechnik.
Je näher die Kompatibilität, die Schmelztemperatur und die Übereinstimmung beim Kunststoff-Laserschweißen sind, desto besser ist der Effekt. Die Anwendungsverfahren des Kunststoff-Laserschweißens unterscheiden sich von denen des Metallschweißens und umfassen sequentielles Umfangsschweißen, quasi-synchrones Schweißen, synchrones Schweißen und Strahlungsmaskenschweißen.
1.Konturschweißen
Der Laser bewegt sich entlang der Kontur der Kunststoffschweißschicht und schmilzt diese, wodurch die Kunststoffschichten nach und nach miteinander verbunden werden. oder die Sandwichschicht wird entlang des festen Laserstrahls bewegt, um den Zweck des Schweißens zu erreichen.
In der Praxis stellt das Konturschweißen höhere Qualitätsanforderungen an spritzgegossene Werkstücke, insbesondere bei Anwendungen mit komplexen Schweißlinien wie Öl- und Gasabscheidern. Durch das Konturschweißen kann beim Kunststoff-Laserschweißen eine gewisse Eindringtiefe der Schweißlinie erreicht werden, diese Eindringtiefe ist jedoch sehr gering und unkontrollierbar, weshalb die Verformung der Spritzgussteile nicht zu groß sein darf.
2. Gleichzeitiges Schweißen
Der Laserstrahl mehrerer Diodenlaser wird durch optische Elemente geformt. Der Laserstrahl wird entlang der Kontur der Schweißschicht geführt und erzeugt dabei an der Schweißstelle Wärme, sodass die gesamte Kontur gleichzeitig aufschmilzt und verbindet. Zusammen.
Simultanschweißen wird hauptsächlich in der Automobilbeleuchtung und der Medizintechnik eingesetzt. Beim Simultanschweißen handelt es sich um einen mehrstrahligen, optisch geformten Lichtpunkt, der die Schweißbahn darstellt. Seine Eigenschaft besteht darin, inneren Stress zu reduzieren. Da die Anforderungen relativ hoch sind und der Gesamtpreis relativ hoch ist, wird es häufig in der medizinischen Behandlung eingesetzt.
3. Schweißen scannen
Scanning-Schweißen wird auch Quasi-Synchron-Schweißen genannt. Die Scan-Schweißtechnologie kombiniert die beiden oben genannten Schweißtechnologien des sequentiellen Umfangsschweißens und des Synchronschweißens. Mithilfe eines Reflektors wird ein Hochgeschwindigkeits-Laserstrahl mit einer Geschwindigkeit von 10 Metern/Sekunde erzeugt, der sich entlang des zu schweißenden Teils bewegt, wodurch sich das gesamte Schweißteil allmählich erwärmt und miteinander verschmilzt.
Am weitesten verbreitet ist das Quasisynchronschweißen. In der Automobil- und Autoteileindustrie wird im Inneren ein XY-Hochfrequenzgalvanometer verwendet. Sein Kern besteht darin, den Zusammenbruch der Kunststoffschweißung zwischen zwei Materialien zu kontrollieren. Beim Konturschweißen entstehen große innere Spannungen, die die Abdichtung des Objekts beeinträchtigen. Quasisynchron ist eine Hochgeschwindigkeits-Scanmethode und arbeitet mit der Stromsteuerung zusammen, sodass interne Spannungen effektiv beseitigt werden können.
4. Rollschweißen
Das Rollschweißen ist ein innovatives Laser-Kunststoffschweißverfahren, das in vielen verschiedenen Formen erhältlich ist. Es gibt zwei Hauptformen des Rollenschweißens:
Das erste ist das Globo-Kugelschweißen. Am Ende der Laserlinse befindet sich eine Luftkissen-Glaskugel. Diese Glaskugel übernimmt auch die Aufgabe, den Laser zu fokussieren und die Kunststoffteile einzuspannen. Während des Schweißvorgangs wird die Globo-Linse von der Bewegungsplattform angetrieben und rollt entlang der Schweißlinie, um den Schweißvorgang abzuschließen. Der gesamte Vorgang ist so einfach wie das Schreiben mit einem Kugelschreiber. Das Globo-Schweißverfahren erfordert keine komplizierten oberen Vorrichtungen und erfordert lediglich die Herstellung einer unteren Form zur Unterstützung des Produkts. Es gibt auch eine Variante des Globo-Kugelschweißverfahrens, das Roller-Rollenschweißverfahren. Der Unterschied besteht darin, dass die Glaskugel am Ende der Linse in einen zylindrischen Glaszylinder umgewandelt wird, um ein breiteres Laserliniensegment zu erhalten. Für breitere Schweißungen eignet sich das Rollenrollenschweißen.
Das zweite ist das TwinWeld-Schweißverfahren. Bei diesem Kunststoff-Laserschweißverfahren wird am Ende der Linse ein Metalldruckrad angebracht. Während des Schweißvorgangs drückt das Druckrad zum Schweißen auf den Rand der Schweißlinie. Der Vorteil dieses Kunststoff-Laserschweißverfahrens besteht darin, dass das Metalldruckrad nicht verschleißt, was einer Großserienfertigung förderlich ist. Allerdings wirkt der Druck des Druckrades auf den Rand der Schweißlinie, wodurch leicht ein Drehmoment entsteht und verschiedene Schweißfehler entstehen. Da die Linsenstruktur relativ komplex ist, führt sie gleichzeitig zu gewissen Schwierigkeiten bei der Schweißprogrammierung.
5.Bestrahlungsmaskenschweißen
Der Laserstrahl wird durch die Schablone positioniert, um den Kunststoff zu schmelzen und zu verbinden. Die Schablone legt nur einen kleinen und präzisen Schweißbereich auf der darunter liegenden Kunststoffschicht frei. Der Laserstrahl erhitzt nur den Teil des Produkts, der nicht von der Maske bedeckt ist. Mit dieser Technologie können hochpräzise Schweißnähte bis zu 10 Mikrometern erreicht werden.
Mit dem Maskenschweißprinzip lassen sich mikrofluidische Bauteile präzise und sicher verschweißen. Die Kanalgeometrie bleibt erhalten und verhindert, dass Schmelze in schmale Kanäle von nur 200 µm fließt.