Per la saldatura laser di materie plastiche con il metodo a irraggiamento vengono assemblati due tipi di materiali termoplastici: la parte trasparente viene irradiata con il laser, mentre quella assorbente viene riscaldata. La materia plastica assorbente fonde l'area di giunzione trasparente. Le parti devono essere tenute insieme da un dispositivo portapezzo adatto per garantire una convezione termica sufficiente. In questo caso la fessura deve essere possibilmente inferiore a 150 μm. Per una giunzione di lunga durata la materia plastica fusa deve essere completamente solidificata. Per questo motivo, il dispositivo portapezzo tiene unite le due parti per un determinato tempo di arresto anche in seguito all'effettivo processo di saldatura.
Saldatura di materie plastiche con il laser
Di alta qualità, riproducibile e completamente senza solventi: l'assemblaggio di materie plastiche basato sul laser presenta numerosi vantaggi e in vari settori sostituisce i procedimenti classici, come incollaggio, saldatura a ultrasuoni o a vibrazione. Durante l'assemblaggio con il laser, il giunto di saldatura può essere adattato a piacere alle nuove geometrie dei componenti. Poiché l'apporto di calore è localmente molto limitato, i componenti elettronici più sensibili sono protetti in modo efficace. Generalmente si distingue tra quattro varianti della saldatura laser di materie plastiche: saldatura bordi, saldatura quasi simultanea, saldatura simultanea e saldatura con maschera. Per la saldatura di materie plastiche vengono impiegate in genere potenze laser fino a circa 300 watt.
Massima qualità e riproducibilità
I giunti di saldatura sono di qualità elevata sempre costante. I giunti realizzati presentano una resistenza equivalente a quella del materiale di base.
Utilizzo flessibile
Il giunto di saldatura può essere adattato a piacere alle diverse geometrie dei componenti.
Senza residui
Rispetto all'incollaggio o alla saldatura a vibrazione o a ultrasuoni, la saldatura laser non produce residui di adesivo né trucioli di plastica.
Senza danni
L'apporto di calore è limitato localmente e non danneggia l'elettronica sensibile.
Rumorosità e usura ridotte
La saldatura di materie plastiche non è soltanto delicata per il materiale, ma non ha impatti nemmeno sull'ambiente.
Come funziona la saldatura di materie plastiche con il laser?
Nella matrice di accoppiamento dei materiali è rappresentata la saldabilità dei diversi materiali. Dopo la saldatura con il laser, materie plastiche simili presentano la stabilità di giunzione più elevata. Se la materia plastica presenta un'elevata percentuale di fibre di vetro, possono formarsi giunti di saldatura leggermente fragili. Pertanto si consiglia di non superare una percentuale di fibre di vetro del 40%. Un materiale trasparente al laser con fibra di vetro non dovrebbe presentare uno spessore superiore a 2 mm.
Poiché numerosi materiali termoplastici saldabili assorbono solo una percentuale ridotta di radiazione laser dei laser allo stato solido, vengono aggiunti additivi, come ad esempio il nerofumo. In questo modo i materiali termoplastici possono essere fusi e saldati tramite la radiazione laser. Per garantire la riproducibilità dei processi di saldatura, occorre inoltre posizionare in modo riproducibile un supporto adatto per i componenti. La forza di assemblaggio viene data dalla pressione del premilamiera superiore contro una maschera di serraggio o un vetro speciale situati vicino al bordo. La luce laser deve attraversare il vetro per assicurare una stabilità meccanica elevata.
I tre processi di saldatura laser a irraggiamento a confronto
Campi di applicazione tipici della saldatura di materie plastiche con il laser
Nella saldatura di bordi il componente a rotazione simmetrica viene ruotato sotto il raggio laser fisso. In questo modo, ad esempio, è possibile saldare il coperchio di un serbatoio.
Nella saldatura quasi simultanea, i bordi vengono scansionati da un'ottica a scanner in una sequenza estremamente rapida, affinché ogni punto lungo il bordo venga riscaldato quasi contemporaneamente.
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