레이저 방사를 통한 플라스틱 레이저 용접의 경우 두 유형의 열가소성 플라스틱이 서로 결합됩니다. 투명 접합체는 레이저가 관통하고, 흡수성 플라스틱은 가열됩니다. 흡수성 플라스틱은 투명 플라스틱을 용융합니다. 열이 충분히 전달되도록 이 두 플라스틱은 적합한 장치를 사용하여 압착해야 하며, 두 플라스틱 사이의 틈새는 150μm보다 작아야 합니다. 영구적인 결합을 위해 용융된 플라스틱이 완전히 굳어야 합니다. 때문에 본래의 용접 프로세스를 마친 후에도 장치를 통해 일정 시간동안 두 접합 대상 플라스틱을 압착합니다.
레이저를 통한 플라스틱 용접
용해제 없이도 재생산 가능한 고품질 용접 프로세스인 레이저 기반 플라스틱 접합은 다양한 강점이 있으며 많은 산업 분야에서 접착, 초음파 또는 진동 용접과 같은 기존의 방법을 대체합니다. 레이저를 통해 접합하는 경우, 용접 이음새를 새로운 부품 구조에 맞춰 임의로 조정할 수 있습니다. 열 전달이 국부에 한정되어 있기 때문에, 민감한 전자 부품을 효과적으로 보호할 수 있습니다. 일반적으로 네 가지 플라스틱 레이저 용접 방식은 컨투어 용접, 준동시 용접, 동시 용접 및 마스크 용접으로 구분됩니다. 플라스틱 용접의 경우 일반적으로 300 와트의 레이저 출력이 사용됩니다.
높은 품질과 재생산성
용접 이음새가 전부 높은 품질로 마감됩니다. 이로 인해 생성된 이음새는 원자재와 일치하는 강도를 갖습니다.
유연한 사용 가능성
용접 이음새는 부품 구조에 따라 다양하게 임의로 조정할 수 있습니다.
잔류물 없음
접착 또는 진동 및 초음파 용접과 비교해 볼 때 레이저 용접 시에는 접착제 잔류물이나 플라스틱 뭉치가 생기지 않습니다.
뛰어난 보호력
국소 가열을 통해 민감한 전자 부품을 보호합니다.
소음과 마모 없음
레이저를 이용하는 플라스틱 용접은 소재뿐 아니라 환경도 보호합니다.
레이저를 이용한 플라스틱 용접은 어떻게 이루어지는가?
소재 페어링 매트릭스는 다양한 재료의 용접 가능성을 보여줍니다. 동일한 유형의 플라스틱을 사용하는 것이 레이저 용접 후의 연결 안정성이 가장 높습니다. 플라스틱의 유리 섬유 함유량이 높은 경우, 쉽게 부서지기 쉬운 용접 조인트가 발생할 수 있습니다. 때문에 유리 섬유 함유량은 40%를 넘기지 않는 것이 좋습니다. 유리 섬유가 함유된 레이저용 투명 소재의 두께는 2mm를 초과할 수 없습니다.
용접 가능한 다양한 열가소성 플라스틱은 고체 레이저의 레이저 빔을 일부분만 흡수하기 때문에 카본 블랙과 같은 첨가물(Additive)을 추가해야 합니다. 이를 통해 열가소성 플라스틱은 레이저 빔으로 용융 및 용접될 수 있습니다. 용접 프로세스의 재생산성을 확보하려면, 추가적으로 적합한 고정부를 이용해 부품을 재생산 가능하도록 배치해야 합니다. 윤곽에 걸친 클램핑 마스크 또는 특수 유리를 통해 부품을 압착하여 접합력을 얻습니다. 유리는 높은 기계 안정성을 통해 레이저 광을 통과시킬 수 있어야 합니다.
세 가지 레이저 방사 용접 프로세스 비교하기
레이저를 이용한 플라스틱 용접의 일반적인 응용 분야
컨투어 용접에서는 회전 대칭형 부품이 고정된 레이저 빔 아래에서 회전합니다. 이러한 방식으로 예를 들어 컨테이너 커버가 용접됩니다.
준동시 용접에서는 컨투어가 스캐너 광학장치를 통해 매우 빠른 속도로 이송됩니다. 이로써 컨투어를 따라 모든 부위가 거의 동시에 가열됩니다.
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