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Saldatura laser a trasmissione di materie plastiche

1980
Processo di saldatura a trasmissione laser di componenti termoplastici nella tecnologia dei polimeri.

Laser transmission welding joins two overlapping termoplastico parts by passing a laser beam through a laser-transmissive upper part to a laser-absorbent lower part. The absorbed laser energy heats and melts the interface. Clamping pressure fuses the molten layers, and upon cooling, a strong, clean weld is formed. This method is precise, non-contact, and creates minimal thermal stress or particulate contamination.

This technique relies on the different optical properties of the two plastica being joined. The upper layer must be transparent or translucent to the specific laser wavelength (e.g., near-infrared from a diode or Nd:YAG laser), while the lower layer must contain an absorbent additive, often carbon black or specialized dyes, to convert light energy into heat. The process is highly controllable, allowing for precise weld paths defined by the laser’s movement via robotica or scanner optics. The clamping force is critical to ensure good thermal contact and to forge the weld as the interface melts. This method produces aesthetically pleasing welds with no flash or particulate generation, making it ideal for medical and electronic applications where cleanliness is paramount.

Esistono diverse varianti, come la saldatura di contorno (tracciamento del percorso), la saldatura quasi simultanea (scansione rapida del percorso più volte) e la saldatura simultanea (utilizzo di più fasci o maschere), che offrono compromessi tra velocità, flessibilità e costo delle attrezzature. Il successo della saldatura dipende dalla compatibilità del materiale, dalla concentrazione dell'additivo assorbente, dalla potenza del laser, dalla velocità di saldatura e dalla pressione di serraggio.

UNESCO Nomenclature: 3322
– Polymer Technology

Tipo

Processo fisico

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • invenzione del laser da parte di Theodore Maiman nel 1960
  • comprensione delle proprietà ottiche dei polimeri (trasmissione, assorbimento, dispersione)
  • sviluppo di laser industriali a diodi e Nd:YAG
  • advances in computer controllo numerico (CNC) for precise motion control

Applicazioni

  • medical devices (microfluidico chips, catheters)
  • sensori per autoveicoli e custodie elettroniche
  • elettronica di consumo (custodie per dispositivi di tenuta)
  • sigillatura ermetica dei pacchi
  • unione di componenti delicati o di forma complessa

Brevetti:

NA

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