激光焊接!一场掀翻塑料连接的工艺革命

来源:激光制造网    关键词:激光焊接, 塑料, 市场,    发布时间:2020-01-13

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导读:近日,国内首个塑料激光焊接设备标准-T/GDMES 0009-2020《塑料激光焊接设备》团体标准正式发布实施。这将有效提高塑料激光焊接设备的规范性,实现塑料制品行业的转型升级和高质量发展,为塑料激光焊接设备产品的产业化和规模化奠定基本技术指标参考基础。


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,近年来塑料激光焊接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,因为前塑料激光焊接市场局面还未打开,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,激光焊接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,塑料激光焊接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。


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。


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。


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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