激光束被用在塑料加工，進行激光焊接或產生細微結構。激光焊接是一種非常有前途、在工業上應用成熟的連接技術，它目前在各種工業中越來越重要了。 在2000和2004兩年，瑞士最負盛名的技術大獎被頒給了兩項專為塑料激光焊接而開發的創新工藝：針對小型精密部件、名為掩膜焊接，和針對具有復雜三維焊接形狀的大型部件的球體焊接。這兩種工藝表明了工藝系列的范圍。 工藝發展成為成功執行的關鍵 聚合物的激光焊接是根據簡單的基本原則進行操作的。對激光束實際上是透明的一種材料在兩種材料之間的界面上被直接接合到吸收激光的材料中。只有接合部件可以被熱焊上，才有可能有成功的焊接。所以在規劃激光策略時，有必要考慮待焊接的聚合物以及它們是否是一種合適的結合。 當前可以看到兩種主要趨勢。聚合物研究的趨勢是改性材料和開發專用激光添加物。這使塑料能以更大的設計自由度而被焊接。而另外一方面，工藝操作人員和設備制造商繼續開發創新的工藝方法。 激光焊接適合于工業化規模生產，但也能針對特定用途而被采用。除了簡單性以外，傳播原理仍然是正正經經的實際困難。為了把這種基本想法轉化成工業化相容性產品，創新工藝成果所以是極為重要的。 關注于三種標準概念 最為常見的工藝包括了三種標準概念：輪廓焊接、同步焊接和準同步焊接（圖1）。在輪廓焊接中，激光沿著焊接輪廓移動，而在同步或準同步焊接中，激光束同時對整個接合區進行加熱。 圖1：由激光束完成的激光焊接技術種類在所有方法中，焊縫是線性的，接合形狀為兩維。但在不同的方法中，加熱遵循著不同的發展變化：在準同步焊接中，通常增加能量而慢慢達到熔融點；在輪廓焊接過程中，接合部件是短暫與呈點狀地被加熱的。 這些加熱特性形成了清晰的選擇標準。主要的質量標準是焊縫有完美的外觀，幾乎沒有熔體的散布。所以輪廓焊接概念適合于實際用途中。用這種方法，必須預計到接合區不可忽略的氣縫。而另外一方面，準同步焊接適合于以高焊接密度和最大氣縫跨越來進行的焊接。 走向新天地 已經出現了對現有工藝系列的兩個重要補充。掩膜焊接把線性焊縫轉變成具有復雜接合形狀的平面焊接。在微觀范圍里，掩膜焊接又格外獲得了焊接的高精度。 所有的工藝至今都是被局限于對部件尺寸有限的兩維接合形狀進行加工。球體焊接工藝首次能對三維塑料件進行激光焊接。它能實現毫無限制地對部件尺寸、接合形狀和部件式樣進行選擇。這種工藝大大提高了聚合物激光焊接的效率和靈活性。所以它已把整個工藝范圍轉變成了另一個三維。 新工藝開辟新市場 在掩膜焊接中，激光輻射被有選擇地蒙蔽上。焊接精度是由掩膜的細微構造和對激光能量的控制所決定的。來自二極管激光的線性光束不僅簡化了工藝技術，而且降低了系統的生產成本。 塑料在生物芯片、傳感器和微觀流體診斷細胞的制備中正發揮著越來越重要的作用。在2000年，萊丹的掩膜焊接技術以一種全新生產技術而被授予“瑞士技術獎”。該方法把傳播焊接的優點與掩膜原理結合在一起，開辟了走向所有精密加工領域的路徑，例如微系統技術、電子產品和感應器（圖2）。 圖2：掩膜焊接系統和計量裝置球體焊接工藝在2004年也贏得了“瑞士技術獎”，根本改變了塑料激光焊接中接觸壓力的施加。復雜而昂貴的夾取裝置被一個旋轉的玻璃球體所取代。 這種氣體支持的玻璃球體一直確保點狀和動態地施加激光能和接觸壓力。只是在確實發生焊接過程的地方才被施力。所以大空間部件，例如車后燈的真正三維焊接是有可能的。該工藝降低了設備成本，實現了創新的自由度（圖3）。特定用途存在于汽車業、醫療技術和食品工業中。 圖3：球體焊接系統和具有完美焊縫的車后燈具體的工業解決方案 新型焊接工藝帶來了新希望，它對其它焊接工藝進行補充，但不會取代它們。塑料的激光焊接是有著極為專業要求的一種技術，需要更為創新的解決方案。趨勢是走向工業規模上可靠的系統產品，具有良好的工藝穩定性和生產力。 對某一工藝的決擇與對光學外觀質量、強度、接合形狀、部件尺寸和焊接精度的需求有著關系。正確的選擇對于用戶和產品的成功是更為重要的。 供應商介紹：Leister(萊丹),一家擁有久歷史的瑞士公司, 幾十年以來一直是塑料焊接設備行業的世界級領導供應商。不斷致力于工藝開發，其現有工藝種類很快由其它方法進行補充和實現完備，例如射線焊接和高速焊接。 萊丹塑料焊接技術有限公司 電話: +86-21 6442 2398 傳真: +86-21 6442 2338 電郵: leister@leister.cn 網址: www.leister.cn