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北京理工大學(xué)
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用于塑料激光焊接的Er:YAG脈沖激光器

2023-05-09 16:00:40
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所屬領(lǐng)域:
新材料及其應(yīng)用
項(xiàng)目成果/簡介:

塑料激光焊接技術(shù)是通過激光產(chǎn)生高溫溶解,對(duì)兩件產(chǎn)品進(jìn)行固定的技術(shù)。塑料激光焊接技術(shù)主要用于連接敏感性的塑料制品,例如 PCB 電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品,以及無菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)是:焊接速度快,適用于精密器件焊接;能產(chǎn)生真空密封結(jié)構(gòu),防水防塵;焊接牢固,能夠制造出超過原材料強(qiáng)度的焊接縫;焊接過程中樹脂降解少,熱損壞和熱變形小,無飛邊,焊縫嚴(yán)密,沒有殘?jiān)D壳耙延械乃芰霞す夂附硬捎玫氖?0.6μm 的CO2激光器、1064nm的Nd:YAG激光器的和808nm的半導(dǎo)體激光器。但是對(duì)于某些材料如聚合物, 對(duì)1μm或0.8μm的光吸收太少,而對(duì)10μm或紫外線(UV)的吸收太強(qiáng), 1.645μm是更合適的激光波段。此外, 1.645μm屬于人眼安全波長,相對(duì)其它波長對(duì)人眼更安全(視網(wǎng)膜安全)。1.645μm激光器的應(yīng)用包括透明塑料焊接,塑料面板的嵌入式或多層打標(biāo)以及精密的聚合物薄膜焊接和切割。許多塑料材料在可見光中本質(zhì)上是透明的,在1μm左右也有很高的透射率,但是在1.6μm附近的波長卻沒有。比如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚碳酸酯(PC),環(huán)烯烴共聚物(COC)和丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS),這四種不同類型的透明塑料透射光譜顯示在1.645μm附近有很強(qiáng)的吸收峰,可以形成更好的焊接。

應(yīng)用范圍:

可用于制作PCB電路板、精密塑料零件電子感應(yīng)器、真空塑料制品,以及無菌醫(yī)療器械等要求密封及潔凈度高的塑料制品。

項(xiàng)目階段:

小試

效益分析:

2017年,國內(nèi)塑料激光焊接設(shè)備的市場(chǎng)約3.7億,其中70%是進(jìn)口設(shè)備。2018年后國內(nèi)激光企業(yè)開始崛起,國內(nèi)市場(chǎng)份額不斷得以提升,目前占據(jù)約40%的市場(chǎng)份額。但是國內(nèi)塑料激光焊接設(shè)備企業(yè)主要采用的還是進(jìn)口的激光器,如美國IPG公司的光纖激光器,德國DILAS、美國、QPC等公司的激光器。因此國產(chǎn)激光器可以體現(xiàn)更高價(jià)格優(yōu)勢(shì)和更低運(yùn)維成本,可以為設(shè)備廠商更強(qiáng)競(jìng)爭力,具有較大的市場(chǎng)應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/span>

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