白皮书
为什么要使用Quasi-Simultanes激光聚合物天博综合app官网登录?
通过传输激光天博综合app官网登录(TTLW)通过许多应用中的其他方法提供的结果比其他方法更好。如果必须完全避免零件变形或具有复杂的焊缝接缝几何形状,则尤其如此。但是,在准简单的天博综合app官网登录过程中获得最佳质量需要高度的过程控制。这对于保持稳定,一致的过程尤其必要,该过程可扩展,可以在多个生产线中复制。完成此操作通常涉及闭环夹具控制,然后进行热成像。
聚合物提供了一套独特的特征,包括它们的机械性能,耐腐蚀性,生物相容性以及电气和热绝缘特性。聚合物通常也比其他材料低。所有这一切都推动了他们在各种产品中的增加使用。
在许多情况下,在生产过程中必须加入聚合物零件。对于高价值产品,尤其是在汽车或工业应用中使用的医疗设备和传感器 - 必须以高机械精度,没有零件变形,最小的颗粒物产生和出色的粘结强度来完成此连接。
将其与聚合物一起
用于体积生产,加入通常是使用某种形式的天博综合app官网登录来完成的。特别是对于最苛刻的应用程序,激光天博综合app官网登录已成为首选技术。
与其他方法相比,激光天博综合app官网登录通常具有更高的天博综合app官网登录质量,强度和精度,以及更好的可重复性,没有颗粒的产生以及较低的热和机械效应。但是实际上有几种不同的激光聚合物天博综合app官网登录技术,并且每一种都有多种特定的实现。
其中大多数是“通过传输激光天博综合app官网登录”(TTLW)的形式。该方法涉及将激光波长透明的一个部分连接到另一个不透明的塑料。这两个部分接触,顶部清晰。激光聚焦在清晰的部分,然后朝着不透明的部分。它加热并融化不透明的部分,导致它们加入。
图1.在TTLW中,激光光穿过透明的顶部并融化底部以形成债券。
最常见的TTLW技术在这里总结:
轮廓:以与金属的传统激光天博综合app官网登录相同的方式,激光束一次轨道轨道轨道轨道轨道轨道轨道轨道轨道轨道逐次捕捉。因此,只有一小部分天博综合app官网登录路径是熔融的。
quasi-simultanate:在这种情况下,激光束在整个天博综合app官网登录路径上迅速跟踪。这样做很快,以至于整个天博综合app官网登录接缝立即变为熔融。
线:在这里,激光梁成形成一条细线,其长度与零件的宽度一样长。这条线一次在整个零件表面扫描一次。在任何给定时刻,焊道路径的一部分仅是熔融的。
同时:激光器以与焊缝接缝形状相匹配的静态图案投射。这使整个焊缝接缝立即变为熔融。
表总结了每种方法的各种功能,优势和缺点。
方法 |
优点 |
缺点 |
典型应用程序 |
轮廓 |
零件尺寸无限制。 可以天博综合app官网登录任何形状零件并产生3D焊缝。 非常灵活且容易更改。 |
高度局部零件加热可能会导致失真。 |
汽车尾灯。 |
quasi-simultanate |
最小的热应力避免部分失真。 非常灵活且容易更改。 |
最大零件大小通常400毫米x 400毫米。 限制为2D焊缝。 |
精密医疗设备和电子传感器。 |
线 |
易于实现。 与相对较大的零件兼容。 |
不允许对激光功率或光束速度进行局部更改。 不灵活。 高度局部零件加热可能会导致失真。 |
大量医疗组件生产。 |
同时 |
短周期时间。 最小的热应力避免部分失真。 |
在零件形状可以处理的部分方面极为有限。 限于一些简单的接缝几何形状,例如线或圆。 一点都不灵活。 使用多纤维配置时不均匀和不稳定的能量分布。 |
高体积的消耗品生产。 |
quasi-simultanate天博综合app官网登录
Quasi-simultanate(QS)天博综合app官网登录是连接精度,高价值零件的最广泛使用的技术,其具有最简单的接缝几何形状(例如径向天博综合app官网登录或圆形图案)。因为它立即均匀地加热整个焊缝,因此QS天博综合app官网登录可提供高质量的接头,并避免部分失真。从实际的角度来看,这是一个灵活的过程,可以通过软件控制轻松更改。 QS天博综合app官网登录也是一种具有成本效益的方法,它与需要短周期时间的生产环境兼容,其中批量尺寸的尺寸可能从小到大。
QS天博综合app官网登录的一种重要形式是“塌陷肋骨”方法。插图显示了其中的主要要素。在此技术中,底部具有薄的突出肋骨,将顶部的凹槽交成相应的凹槽。但是,凹槽比肋骨宽一点。
图2Quasi-simultanatet ttlw的“倒下肋”方法中主要步骤的示意图。
底部的肋骨在天博综合app官网登录过程中被激光部分熔化,而夹具会积极地将两个部分压在一起。熔融材料流动并填补顶部和底部之间的一些缝隙。然后,这可以分辨为制造天博综合app官网登录接头。这种特殊类型的TTLW特别有用,因为即使零件不能完全平坦或耐受性,它也可以提供良好的天博综合app官网登录接头。
QS天博综合app官网登录过程监视
在接缝质量和收率方面,最大化QS天博综合app官网登录的好处需要准确的过程监控。特别是对于“塌陷肋”方法,其中的关键要素是“倒塌控制”。
“倒塌控制”通常由主动监视和管理倒塌高度组成,即顶部在天博综合app官网登录过程中向下移动的量。具体而言,自动零件塌陷高度测量用于闭环夹紧力(以及速度)控制,以及调节激光功率。
在我们的聚合物天博综合app官网登录系统中使用更复杂的“倒塌控制”版本。这使用集成的力传感传感器来控制伺服电动机驱动夹紧的环,而不仅仅是高度测量。没有其他制造商采用此方法。有些使用伺服电机电流作为反馈信号,但这并不能提供相同的测量精度和动态控制程度。其他制造商根本不使用伺服电机。相反,他们使用气动执行器,通常不提供最佳结果所需的精度或响应速度。
图3QS聚合物天博综合app官网登录无(左),并且具有(右)高精度,实时,闭环力控制。这种方法可以使塌陷距离和施加力保持在过程窗口的中心。即使有材料,尺寸或其他部分变化,这也可以提供一致的天博综合app官网登录。
此反馈允许系统校正材料吸收特征的部分对部分的尺寸变化或不一致。即使在环境环境或部分本身发生变化时,它也会提高过程一致性 - 因此,它扩大了过程窗口。它还可以轻松地赔偿机器对机器的差异。这使得在一个位置开发的过程可以移动到另一个位置,并且仍然可靠地提供相同的结果。
热成像
完成焊缝后,可以使用热成像(红外)相机系统来评估天博综合app官网登录质量。热成像实际上测量了顶部透明部分表面的温度,而不是内部的焊缝本身。但是,该表面温度数据提供了有关天博综合app官网登录质量的更多有用信息,而不是直接测量天博综合app官网登录接缝温度。
要了解为什么这样做,请记住,激光仅直接加热底部不透明的部分。顶部透明是通过传导熔化的,因为它与底部接触。
因此,测量天博综合app官网登录后顶部的表面温度揭示了两件事。首先,底部吸收了激光能量的效果以及融化的融化程度。其次,在整个零件上施加了夹紧力,以将这种热量传递到顶部并融化。
热视觉检查提供了整个焊缝接缝的图像。沿路径的任何断裂都揭示了焊缝间隙的间隙,线厚度的变化表明焊缝中的斑点较弱。
通常将热视觉用作天博综合app官网登录质量分析工具。它可以立即识别不良部分,从而拒绝它们。这样可以节省制造商的资金,因为它可以防止将更多的价值构建成一个不好的部分。而且,当然,它可以防止向客户运送不好的零件。
图4.实时热监测允许立即识别焊缝缺陷(以绿色表示),并经常在飞行中纠正。
结论
quasi-simultanateTlw是一种要求聚合物加入应用程序的特别有用方法。它甚至可以提供具有高焊缝精度,出色的化妆品和良好机械特性的复杂形焊缝。如果正确设计,它不会产生任何零件失真,也不会产生任何颗粒物,从而消除了对任何后处理的需求。尤其是使用闭环夹具控制和热监测实施时,它提供了一个强大而可靠的过程,也具有模块化和可扩展性。