Plastmasas materiāli, kas ir saderīgi ar CO₂ lāzera metināšanas tehnoloģiju

Šis ir visaptveroša plastmasas materiālu analīze, kas saderīga ar CO₂ lāzera metināšanas tehnoloģiju un to galvenajām īpašībām, apvienojot vairākus pētniecības dokumentus un rūpniecisko pielietojuma gadījumus:

I . piemērojamo materiālu klasifikācija un raksturlielumi **

1. termoplastiska polimēra matrica

- polipropilēns (PP)

Iekļūšanas metināšanu var panākt ar CO₂ lāzeru, un kušanas dziļumu var precīzi kontrolēt līdz apmēram 1 mm pārklājošos PP loksnēs, izmantojot viļņa garuma precizēšanu (piemēram, izmantojot regulējamu CO₂ lāzeru), bez termiskiem bojājumiem vai kausēšanas uz virsmas. Tā puskristāliskā struktūra uzrāda labu kontrolējamību lāzera enerģijas absorbcijā un kušanas uzvedībā.

- polikarbonāts (PC)

Tam ir augsta caurspīdīgums, trieciena pretestība un termiskā stabilitāte . kā matricas materiāls, tā kompozītmateriāli (piemēram, stikla šķiedras pastiprināts dators) var sasniegt augstas stiprības savienojumu ar lāzera metināšanu, īpaši lietojumprogrammām, kurām nepieciešama optiskā caurspīdīgums .}}}}} lietojumprogrammām ..

- poliamīds (PA6/PA12)
Oglekļa šķiedras pastiprinātie poliamīda kompozīti (piemēram, PA 6- cf) parāda augstu enerģijas absorbcijas ātrumu CO₂ lāzera metināšanā un ir piemēroti ātrai apstrādei . tā augstā kausēšanas punkta un zema higroskopība palīdz samazināt porainības defektus metināšanas laikā .}}}}}}}}}. palīdz samazināt porainības defektus metināšanas laikā {{2})

2. Inženierzinātņu plastmasa un kompozītmateriāli
- polifenilēna sulfīds (PPS)
Daļēji kristālisks termoplastisks, izturīgs pret augstu temperatūru (Tg apmēram 90 grādi) un zems higroskopiskums. Izturības metināšanas pētījumi ir parādījuši, ka tā savienojumi, kas salikti ar oglekļa šķiedru, joprojām saglabā 61% no sākotnējās izturības augstā temperatūrā (150 grādos), netieši pārbaudot, ka tā pielāgošanās lāzera siltuma ievadei.
- ** PoletereterKetone (palūrēt) **
Augsta kušanas temperatūra (343 grāds) un lieliska termiskā stabilitāte padara to piemērotu lieljaudas lāzera metināšanai, bet siltuma ieeja ir precīzi jākontrolē, lai izvairītos no termiskās sadalīšanās .} Pētījumi ir parādījuši, ka tā kompozītmateriāli var optimizēt mikrostruktūru, izmantojot ciklisku siltuma ievadi lāzera piedevu ražošanā .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} Iestatījums, kas augsts, lai augstu, lai iegūtu, lai top vēlētos, lai iegūtu

 

Otrkārt, galvenie tehniskie parametri materiālu izvēlei
1. optiskās absorbcijas īpašības
- Co₂ lāzera enerģija (viļņa garums 10 . 6μm) galvenokārt absorbē polimēri, kas satur polārās grupas (piemēram, PA, PPS), savukārt zemas polaritātes materiāliem (piemēram, PP) jāuzlabo absorbcijas efektivitāte caur piedevām (oglekļa melnais, grafēns) vai interfeisa dizains (piemēram, translarenta siltuma izlietne).
-Divdimensiju mezoporo polimēru/grafēna heterostruktūras (piemēram, MPDG) optimizēt lāzera enerģijas pārnesi caur augstu specifisko virsmas laukumu un vadītspēju, un ir piemērotas mikro ierīču augstas precizitātes metināšanai .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}

2. termiskā uzvedība un kristalitāte
-Puskristālisko materiālu (piemēram, PP, PPS) kušanas recristalizācijas uzvedība ir jāsaskaņo ar lāzera parametriem, lai izvairītos no pārmērīgas siltuma ieejas, kas noved pie saskarnes Emblittlement . Piemēram
- Amorfiem materiāliem (piemēram, PC) nav skaidra kušanas temperatūras, tāpēc metināšanas logs ir jākontrolē ar stikla pārejas temperatūru (TG), lai novērstu materiāla sadalīšanos .

3. šķiedru pastiprināšanas ietekme
- Ar oglekļa šķiedru pastiprinātu kompozītu (CFRP) lāzera metināšanu ir nepieciešams līdzsvars starp šķiedru orientāciju un matricas kušanas izturēšanos . Piemēram, oglekļa šķiedras/PA6 kompozītiem ir augsta stiprība un starpslāņa savienošana skrūvju ekstrūzijas piedevas ražošanā, un to lasera metināšanai ir jāņem vērā šķiedrvielu izplatīšana enerģijas absorbcijas {{3.

---

III . Procesa optimizācijas stratēģija
1. parametru vadība lāzera vadība
- Viļņa garuma noregulēšana (piemēram, noskaņojama CO₂ lāzers) var optimizēt enerģijas absorbciju dažādiem materiāliem, piemēram, precīza kušanas dziļuma kontrole ar viļņa garuma precizēšanu PP metināšanā .
- Jaudas blīvums un skenēšanas ātrums ir jāatbilst materiāla termiskajai difuzivitātei, lai novērstu pārkaršanu (piemēram, PEEK) vai nepietiekamu saplūšanu (piemēram, PA6) .

2. ** interfeisa dizains un papildu tehnoloģija
- caurspīdīgu siltuma izlietņu (piemēram, kvarca stikla) ​​izmantošana var paātrināt metināšanas zonas dzesēšanu un samazināt termiskos bojājumus, kas ir piemēroti plānu materiālu slāņu metināšanai .
- Uzkarsēšana vai pēcapstrāde (piemēram, infrasarkanā apkure) var uzlabot starpslāņu savienojuma stiprību, īpaši augstas šķiedras satura kompozītiem .

 

IV . Pieteikumu gadījumi un izaicinājumi
1. veiksmīgi gadījumi
- automobiļu vieglie komponenti: lāzera metinātie PA 6- CF kompozītmateriāli tiek izmantoti durvju kronšteiniem, stiprumā palielinoties par parasto iesmidzināšanu par parasto iesmidzināšanu {..
- Elastīga elektronika: poliestera-spandeksa audumi sasniedz augstu vadītspēju (4Ω/cm), izmantojot tiešo lāzera metalizāciju, piemērota viedo tekstilizstrādājumu sensoriem .

2. Tehniskie sašaurinājumi
-Ļoti atstarojošiem materiāliem (piemēram, alumīnija pulverim pildītiem polimēriem) ir jāattīsta anti-reflektīva pārklājuma tehnoloģija .
- Atšķirīgu polimēru termiskās izplešanās koeficientu atšķirība daudzmateriālu metināšanā var viegli izraisīt saskarnes sprieguma koncentrāciju .

 

Kopsavilkums
Materiālu izvēlei CO₂ lāzera metināšanas tehnoloģijai ir jāapsver vispusīgi jāapsver optiskās absorbcijas, termiskās uzvedības un pastiprināšanas fāzes ietekme . Turpmākie pētījumi var koncentrēties uz: ① jaunu absorbētāju izstrādi, lai paplašinātu materiālu pielietošanas jomu; ② Metināšanas parametru optimizēšana kombinācijā ar mašīnu apguvi; ③ Materiāla mikrostruktūras in situ regulēšanas potenciāla izpēte ar ciklisku siltuma ieeju .