レーザー溶着

プラスチックのレーザー溶着はどのように行われますか。

一般的な工業形態は透過溶着です。一方の部品がレーザー波長に対して透過性、他方が吸収性であるため、ビームは上側の部品を透過して界面でエネルギーを付与します。吸収側の表面が溶融し、熱が透過側へ伝導して、加圧下で両者が融合します。熱は外部から与えられるのではなく接合部で発生するため、外面は影響を受けません。

カーボンブラックの選定がそれほど重要なのはなぜですか。

カーボンブラックは一般的な吸収剤ですが、レーザー波長での挙動はグレードによって同じではなく、デザイナーが望む色を与えるグレードと添加量が、溶着に必要な吸収を与えるとは限りません。透過溶着を成功させるためのカーボンブラック選定は金型加工前に下す材料判断であり、これを誤ることはレーザー溶着プロジェクトを失敗させる最も高くつく道の一つです。

黒い部品同士をレーザー溶着できますか。

透過側の部品が、レーザーを吸収するカーボンブラック以外の手段で黒くなっている場合に限り可能です。目には黒く見えながらレーザー波長を透過する着色剤が存在し、これが黒同士の溶着を可能にします。これはレーザーの問題ではなく配合の問題であり、樹脂と顔料の段階で解決します。

レーザー溶着のために部品へ何を織り込んでおく必要がありますか。

接合部設計、肉厚、樹脂の透過特性をあらかじめ確定させ、併せて接合線全体で密着を保つクランプを用意する必要があります。ビームは隙間を橋渡しできません。実際の量産樹脂と色での透過・吸収試験が、仮定を仕様へ変える工程です。

レーザー樹脂溶着はどの業界で使われていますか。

清浄で発塵がなく気密な接合が重要な場面、そして振動溶着や超音波溶着では内部部品を損傷してしまう場面で使われます。記録のある用途には、自動車内装のレバー、キャップレス給油口、RFID社員証、FDA適合要件に沿って製造される医療用チューブおよび機器が含まれます。