Vật liệu nhựa tương thích với công nghệ hàn Laser Co₂

Sau đây là phân tích toàn diện về vật liệu nhựa tương thích với công nghệ hàn Laser CO₂ và các đặc điểm chính của chúng, kết hợp nhiều tài liệu nghiên cứu và các trường hợp ứng dụng công nghiệp:

I . Phân loại và đặc điểm của các vật liệu áp dụng **

1. ma trận polymer nhiệt dẻo

- Polypropylen (PP)

Hàn xuyên thấu có thể đạt được bằng laser CO₂ và độ sâu nóng chảy có thể được kiểm soát chính xác đến khoảng 1mm trong các tấm PP chồng chéo bằng cách tinh chỉnh bước sóng (như sử dụng laser co₂ có thể điều chỉnh

- polycarbonate (PC)

Nó có độ trong suốt cao, khả năng chống va đập và độ ổn định nhiệt . làm vật liệu ma trận, các vật liệu composite của nó (như PC củng cố bằng sợi thủy tinh) có thể đạt được liên kết cường độ cao bằng hàn laser, đặc biệt là đối với các ứng dụng yêu cầu trong suốt .}}}}}}}}}}}}}

- Polyamide (PA6/PA12)
Vật liệu tổng hợp polyamide được gia cố bằng sợi carbon (như PA 6- cf) cho thấy tốc độ hấp thụ năng lượng cao trong hàn laser CO₂ và phù hợp để xử lý nhanh . điểm nóng chảy cao và khả năng hút ẩm thấp của nó giúp giảm các khuyết tật về độ xốp trong quá trình hàn .}}}}

2. Nhựa và vật liệu tổng hợp kỹ thuật
- Polyphenylen sulfide (PPS)
Nhiệt nhựa bán kết tinh thể, khả năng kháng nhiệt độ cao (TG khoảng 90 độ) và khả năng hút ẩm thấp . Các nghiên cứu hàn đã chỉ ra rằng các khớp của nó được tổng hợp với sợi carbon vẫn giữ được 61% độ bền ban đầu ở nhiệt độ cao (150 độ)
- ** Polyetheretherketone (Peek) **
Điểm nóng chảy cao (343 độ) và độ ổn định nhiệt tuyệt vời làm cho nó phù hợp với hàn laser năng lượng cao, nhưng đầu vào nhiệt cần được kiểm soát chính xác để tránh suy giảm nhiệt . Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vật liệu tổng hợp của nó có thể tối ưu hóa cấu trúc vi mô thông qua sản xuất phụ kiện laser trong laser

 

Thứ hai, các thông số kỹ thuật chính để lựa chọn vật liệu
1. Đặc điểm hấp thụ quang học
- Năng lượng của Laser CO₂ (bước sóng 10 . 6μM) chủ yếu được hấp thụ bởi các polyme có chứa các nhóm cực (như PA, PPS), trong khi các vật liệu phân cực thấp (như PP) cần tăng cường hiệu quả hấp thụ thông qua các chất phụ gia (màu đen carbon, graphene) hoặc thiết kế giao diện.
-Các cấu trúc dị vòng polymer/grapyene hai chiều (như MPDG) tối ưu hóa việc truyền năng lượng laser thông qua diện tích bề mặt và độ dẫn đặc biệt cao, và phù hợp để hàn chính xác cao của các thiết bị vi mô .

2. hành vi nhiệt và độ kết tinh
.
-

3. Ảnh hưởng của việc gia cố sợi
- Hàn laser của vật liệu tổng hợp cốt sợi carbon (CFRP) đòi hỏi sự cân bằng giữa định hướng sợi và hành vi nóng chảy ma trận . Ví dụ, vật liệu tổng hợp bằng sợi carbon/PA6 thể hiện sự phân phối của phụ gia.

---

III . Chiến lược tối ưu hóa quá trình
1. Điều khiển tham số laser
- Điều chỉnh bước sóng (như Laser CO₂ có thể điều chỉnh) có thể tối ưu hóa sự hấp thụ năng lượng cho các vật liệu khác nhau, chẳng hạn như điều khiển chính xác độ sâu nóng chảy bằng cách tinh chỉnh bước sóng trong hàn pp .
- Mật độ năng lượng và tốc độ quét cần phải khớp với độ khuếch tán nhiệt của vật liệu để ngăn chặn quá nhiệt (như PEEK) hoặc không đủ phản ứng tổng hợp (như PA6) .}

2. ** Thiết kế giao diện và công nghệ phụ trợ
- Việc sử dụng các tản nhiệt trong suốt (như thủy tinh thạch anh) có thể tăng tốc độ làm mát của vùng hàn và giảm thiệt hại nhiệt, phù hợp để hàn các lớp vật liệu mỏng .
- Làm nóng trước hoặc sau điều trị (như sưởi ấm hồng ngoại) có thể cải thiện cường độ liên kết xen kẽ, đặc biệt đối với các vật liệu tổng hợp nội dung sợi cao .

 

IV . Các trường hợp và thách thức ứng dụng
1. Các trường hợp thành công
- Các thành phần hạng nhẹ ô tô: Laser Welded PA 6- CF CNTITE VẬT LÝ được sử dụng cho dấu ngoặc cửa, với sự gia tăng 30% sức mạnh so với các bộ phận đúc thông thường .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
- Điện tử linh hoạt: Vải polyester-Spandex đạt được độ dẫn cao (4Ω/cm) thông qua quá trình luyện kim trực tiếp laser, phù hợp cho các cảm biến dệt thông minh .

2. tắc nghẽn kỹ thuật
-Vật liệu phản chiếu cao (như polyme chứa đầy bột nhôm) đòi hỏi sự phát triển của công nghệ lớp phủ chống phản chiếu .
- Sự khác biệt về các hệ số giãn nở nhiệt của các polyme không giống nhau trong hàn đa vật liệu có thể dễ dàng dẫn đến nồng độ ứng suất giao thoa .

 

Bản tóm tắt
Việc lựa chọn các vật liệu cho công nghệ hàn Laser CO₂ cần xem xét toàn diện các tác động của sự hấp thụ quang học, hành vi nhiệt và giai đoạn gia cố . Nghiên cứu trong tương lai có thể tập trung vào: phát triển các chất hấp thụ mới để mở rộng phạm vi ứng dụng vật liệu; Tối ưu hóa các thông số hàn kết hợp với học máy; Khám phá tiềm năng điều chỉnh tại chỗ của cấu trúc vi mô vật liệu bằng đầu vào nhiệt theo chu kỳ .