Пластични материјали Компатибилни са ЦОУ ласерским технологијама заваривања

Следе свеобухватна анализа пластичних материјала компатибилних са ЦОУ ласерском технологијом заваривања и њиховим кључним карактеристикама, комбинујући вишеструки истраживачки радови и футроле индустријске примене:

И . класификација и карактеристике важећих материјала **

1. термопластична полимерна матрица

- полипропилен (стр.)

Заваривање пенетрације може се постићи Цоу ласером, а дубина топљења може се тачно контролисати на око 1 мм у преклапајуће плочице на таласној дужини (као што је коришћење прилагодљиве цо₂ ласер-а), без топлотног оштећења или топљењем на површини . његова полукристална структура ..

- Поликарбонат (ПЦ)

Има високу транспарентност, отпорност на ударце и топлотну стабилност . као матрични материјал, његови композитни материјали (попут стакленог ојачаног рачунара) могу постићи везивање са високом чврстоћом ласерским заваривањем, посебно за апликације које захтевају оптичку транспарентност .

- Полиамид (ПА6 / ПА12)
Полиамидни композици ојачани у карбонским влакнима (као што су ПА 6- ЦФ) показују високу стопу апсорпције енергије у ласерском заваривању и погодне су за брзу прераду . његова висока тачка топљења и ниска хигроскопитаност помажу у смањењу оштећења порозности .

2. Инжењерска пластика и композити
- полифенилен сулфид (ППС)
Полукристални термопластична, отпорна на високе температуре (ТГ око 90 степени) и ниска хигроскопичност . Студије за заваривање отпора су показале да су његови зглобови састављени са угљеничним влакнима и даље задржали 61% оригиналне чврстоће на високим температурама (150 степени), индиректно верификујући његову прилагодљивост ласерском топлотом .
- ** Полиетхертхерекен (Пеек) **
Висока тачка топљења (343 степена) и одлична топлотна стабилност чине погодним за ласерско заваривање високог снагом, али унос топлоте мора бити прецизно контролисано како би се избегла топлотна деградација . Студије . Студије могле да оптимизирају микроструктуру цикличним улазом за производњу цикличног топлоте {.

 

Друго, кључни технички параметри за избор материјала
1. Карактеристике оптичких апсорпције
- Енергија Цоу Ласера ​​(таласна дужина 10 {{3} 6 у) углавном се апсорбује полимери који садрже поларне групе (попут ПА, ППС-а), док материјали са ниским поларитетом (као што је ПП) морају да побољшају ефикасност апсорпције кроз адитиве (угљен црни, графичким) или дизајном угљеника (као што је транспарентни хладњак).
- дводимензионалне месопорозне полимерне / графичке хетероструктуре (као што су мпдг) оптимизирају пренос ласерских енергије кроз високу специфичну површину и проводљивост, и погодне су за високо прецизно заваривање микро уређаја .

2. Термално понашање и кристалност
- понашање топљења полукристалног материјала (као што је ПП, ПП) како би се ускладило у ласерском параметрима како би се избегло прекомерног уноса топлоте који води до емпотера интерфејса ., на пример, селекција таласне дужине у ПП заваривању може да подеси дубину топлоте .
- Аморфни материјали (као што су ПЦ) немају јасну тачку топљења, тако да прозор за заваривање треба да контролише температуру стакла (ТГ) како би се спречила разградња материјала .

3. Утицај ојачања влакана
- Ласерско заваривање композитима ојачаних угљених влакана (ЦФРП) захтева равнотежу између оријентације влакана и понашања матрица . на пример, Цомпон Фибер / ПА6 композита показују високу чврстоћу и везивање преноса и преплетено средство за евидентирање, а њихово ласерско заваривање на расподјелу влакана у апсорпцији енергије .

---

ИИИ . Стратегија оптимизације процеса
1. контрола ласерског параметра
- Подешавање таласне дужине (као што је подесиви ласер) може оптимизирати апсорпцију енергије за различите материјале, као што је прецизна контрола топљења дубине таласне дужине повремене дужине у ПП заваривању .
- Густина енергије и брзине скенирања морају да одговарају топлотној дифузивности материјала за спречавање прегревања (као што је Пеек) или недовољна фузија (као што је ПА6) .

2. ** Дизајн интерфејса и помоћна технологија
- Употреба прозирних топлотних судопера (као што је кварцно стакло) може убрзати хлађење зоне заваривања и смањити топлотну штету, што је погодно за заваривање танких слојева материјала .
- Предгревање или пост-третман (као што је инфрацрвено гријање) може побољшати чврстоћу везања за преплете, посебно за композите високих влаканих влакана .

 

ИВ . Случајеви за пријаву и изазови
1. Успешни случајеви
- Аутомобилске лагане компоненте: Ласерски заварени ПА 6- ЦФ композитори се користе за носаче врата, са 30% повећањем снаге због уобичајених делова обликованих убризгавања .
- Флексибилна електроника: Полиестер-Спандек тканине постижу високу проводљивост (4Ω / цм) кроз ласерску директну металилизацију, погодну за паметне текстилне сензоре .

2. Техничка уска грла
- високо рефлективни материјали (као што су полимери испуњене алуминијумом) захтевају развој технологије антирефлизираног премаза .
- Разлика у коефицијентима термичких експанзије различитог полимера у више-материјалном заваривању лако може довести до концентрације интерфацијалног стреса .

 

Резиме
Избор материјала за ЦОУ ласерску технологију заваривања мора свеобухватно размотрити ефекте оптичког апсорпције, топлотно понашање и фаза арматуре . Будуће истраживање могу се фокусирати на: ① Развијање нових апсорбенти за ширење опсега материјалне апликације; ② Оптимизација параметара заваривања у комбинацији са машинским учењем; ③ Истраживање потенцијала за ин ситу регулацију материјалне микроструктуре цикличном уносом топлоте .