二十一世紀初以來,塑料激光焊接技術重獲新生。其始于電子工業,在其他如汽車工業等關鍵產業中,得到應用。作為非摩擦焊的三種焊接工藝之一,激光焊接是一種溫和的、潔凈的連接工藝。可以應用于幾何外形復雜的產品的焊接,以及應用于其他焊接方式難以連接的材料。
僅僅今年上半年,已經有不少關于來自于主要的焊接設備供應商,必能信和杜肯,全新激光焊接設備的報道,包括減少溢料的塑料焊接和專門焊接復雜外形零件的大型焊機。此外的消息還有,日本松下汽車系統公司宣布將為激光焊接研發和量產PBT成型塑料。其應用于汽車開關和傳感器。據報道,這種新塑料可以增強設計彈性和長期可靠性。
目前奧美凱公司、 美國凱霍加福爾斯、俄亥俄和德國的樂普科光電公司合作開發一種激光塑料焊接技術。與使用傳統材料相比,該技術為制造商節省重量、時間和成本,同時保持甚至優化零件的外觀質量。
在塑料激光焊接工藝中,兩個塑料件通過激光輻射連接在一起。被焊接的塑料上層傳遞能量,下層吸收能量,激光在下層加熱材料并使兩個兼容的材料粘結在一起。
下層通常以高吸收性的色素為基材,如炭黑。在這項技術的合作關系中,樂普科提供生產設備和塑料激光焊接的工藝方案,而奧美凱為上下層提供定制的著色技術。
為了實現最佳的設計美學,奧美凱公司稱,可以在傳遞能量的上層進行配色,使激光可以穿透上層,并在吸收能量的下層完成激光焊接。
這項技術被廣泛應用于汽車、醫療和快消業。奧美凱的研發小組負責人Brett Conway舉了個例子來解釋這項技術的優勢:對汽車尾燈外殼的焊接,塑料激光焊接可以確保焊縫是牢固的。“樂普科的焊接設備加上奧美凱的著色技術,接縫只有沿著尾燈頂部才可見,其已經作為尾燈創新設計的一部分。
樂普科老總Stephen Schmidt還稱,“盡管塑料激光焊接已經存在了超過十年,但市場需求近幾年才開始增長,因為汽車制造商在制造工藝上越發追求更好的質量方案,輕量化和機器人裝配。得益于能為大部分零件進行顏色定制的能力,使得激光焊接能與汽車內飾或外飾的其他部件相匹配。”