レーザー樹脂溶着プロセス

当社の技術を、お客様の成功のために

あらゆるプラスチック接合作業に対応する溶着技術

接合するプラスチック部品は、用途によって大きさや形状が様々です。LPKFの装置はその多様な溶着プロセスにより、直線の溶着線だけでなく、複雑な3D形状の溶着も可能です。高品質のプラスチック部品を製造でき、安全性や外観に対する非常に高い要求に応えることができます。

レーザーを利用してプラスチックを溶着する方法

レーザー透過溶着技術

レーザー透過溶着により接合するのは、透過特性が大きく異なる部品です。2つの部品のうち、一方は使用するレーザーの波長 を透過、もう一方はレーザーのエネルギーを吸収する特性となっています。エネルギーを吸収した部品の方では熱が発生します。わずかに圧力をかけることにより、この熱を透過材に伝えます。すると両方の部品が溶着界面で溶融し、信頼性の高い頑丈な接合が形成されます。これはもとの材料と同じくらい堅牢なものです。

透過率測定装置 TMG3

溶着するプラスチックの透過率をより正確に知ることができれば、仕上がり品質の向上につながります。こうした理由から、LPKFでは安全性を重視するユーザーのために、透過率測定装置TMG3を提供しています。

LPKFポートフォリオに加わった特殊な技術:LPKFの新しいオプションに、2つの透明な材質を接合するClearJoining(透明溶着) 技術があります。

お客様の用途には、どの技術が最適でしょうか。ご不明点があればお気軽にお問い合わせください。

 あらゆるプラスチック接合に対応する溶着技術


レーザー樹脂溶着は汎用性が高く、レーザー溶着プロセスにも様々なものがあります。お客様の用途に最適なプロセスをお選びください。
準同時溶着

代表的な用途

大量生産されるセンサーや電子機器筐体のシーリング

主な特徴

  • クリーンで信頼性の高い2次元での部品接合
  • 短いタクトタイムと大量のバッチ対応による優れたコストパフォーマンス
  • プロセスモニタリング
  • プログラム可能なスキャンユニットで高い柔軟性を発揮
  • 他の光学部品やマスクなしでも、溶着線の修正や新製品への対応が可能
  • 最大500 x 350mmサイズの部品に最適
  • レーザーを使用しないプロセスと比較して、治具コストを大幅に削減

技術の詳細

準同時溶着では、レーザービームを溶着線に沿うように移動させます。その際、X方向、Y方向への誘導が可能です。必要な溶着深さがしっかり確保されるよう、レーザーからエネルギーを与え続けます。高速なスキャンスピードにより、溶着線全体にわたって材料が溶けるため、部品がほぼ同時に接合されます。線をモニターすることで、溶着結果を定性的に説明することも可能になります。高温計(パイロメータ)によるモニタリングでは、溶着シームの欠陥を確実に検出できます。

輪郭溶着

代表的な用途

車両用照明、ソーラーパネルなど様々なサイズのコンポーネントに使用されるほか、3Dアプリケーションやマイクロ流体コンポーネントにも対応

 

主な特徴

  • 溶着プロセスではあらかじめ定義した輪郭をトレース
  • 加熱は局所的
  • プロセスモニタリング
  • スキャンユニット、ロボット、軸制御により加工

技術の詳細

輪郭溶着はシャーシ、車両用照明、ソーラーパネルなど、様々なサイズの部品に使われます。広く普及している準同時溶着や同時溶着と比べると、主に溶着スピードに違いがあります。

位置決めシステムは、レーザービームを溶着線に沿って一度だけ誘導します。これはロボットが直接レーザーを走査させる場合もありますし、ガラスファイバーを使用して移動する集束光学系に連結する場合もあります。

ラジアル溶着

代表的な用途

円筒形部品の接合

 

主な特徴

  • よりシンプルで強固なシステム構造
  • 回転運動による高速な溶着プロセス
  • プロセスモニタリングにより信頼性を確保
  • パラメーターの調整が可能
  • 圧倒的な良品率を誇る、安定した品質

技術の詳細

円筒状の部品を接合するには、軸を中心にレーザーヘッドを何度も回転させ、輪郭溶着と同じ原理で溶着線を均一に加熱します。結合する部品をプレスフィット状態にしておくことで、必要な接合圧力を確保します。

他の方法として、部品を固定して光学系が周りを回転するようにするか、あるいは回転する水平の溶着面上にミラーやスキャナベースのレーザヘッドでレーザービームを集光するようにします。

3Dウォブル溶着

代表的な用途

自動車のテールライトなど。溶着幅が可変の大きな3D部品の溶着

 

主な特徴

特許取得済みの新開発高性能溶着システム

  • 最大1000 mm x 750 mmのプラスチック部品の量産に対応
  • 溶着シームの幅を1.5 mmから5 mmまで調整可能
  • Z方向の自由度:400 mmまでの高低差に対応
  • 溶着線モニタリングにより溶着プロセスを追跡
  • 非常に短いタクトタイム
  • 堅牢なプロセス

 

技術の詳細

ウォブル溶着は、大型の3D部品に適した特殊な溶着プロセスです。準同時溶着プロセスにおいて振幅を増やし、レーザービームを送り方向に対して垂直に偏向させます。それによって1 mmから5 mmの溶着シーム幅を均質な温度分布で製造することが可能になりました。局所的な許容誤差は調整されます。装置の専用ソフトウェアが自動的にウォブル機能を作動させ、高低差があっても均一になるエネルギー入力レベルを計算します。

ハイブリッド溶着

代表的な用途

  • 自動車産業、例えばテールライト、ヘッドライト、速度計など
  • 溶着線が直接見えるかなり大きな部品で、美観に優れた仕上がりが求められる場合

 
主な特徴

  • 信頼性の高い加工で優れた美観を実現
  • 溶着後の熱処理は不要、もしくは大幅に削減可能
  • 上治具は不要
  • 摩耗や汚れのない加工
  • 高いレベルの生産性と柔軟性

技術の詳細

特許取得済みのLPKFハイブリッド溶着では、溶着ゾーンに特殊なハロゲンランプで熱エネルギーを与えます。この組み合わせにより、美観に優れた溶着シームを素早く形成でき、同時に応力も低減できます。このようにLPKFのハイブリッド溶着では、他の溶着プロセスでは必ずしも実現できないことにも対応できます。つまり、信頼性が高く完璧で、ほぼ応力のない溶着線を後処理なしに実現します。

LPKFのソリューションでは、多軸ロボットに完全な溶着ヘッドを使用することで、高いレベルの柔軟性を実現しています。

透明部品向けレーザー透過溶着(透明溶着(ClearJoining) )

主要な用途

  • カテーテルや人工肛門などの医療技術アプリケーション
  • マイクロ流体

 
主な特徴

この方法は従来の透過溶着とは違い、透明な部品にもレーザー光を吸収させることができます。 
 
技術の詳細

レーザー透過溶着では、2つのうち一方の部品にレーザーのエネルギーを吸収させる必要があります。では接合する2つの部品がどちらも透明なプラスチックの場合、どうすればいいのでしょうか。LPKFにはこの問題に対する解決策があります。特許取得済みのLPKF ClearJoining(透明溶着)技術により、2つの透明な材料を添加剤なしに接合します。

この技術がお客様の用途に適しているかどうかについても、当社のアプリケーションエンジニアがご説明いたします。まずはご連絡ください。

オーダーメードの溶着プロセス

特殊な難しいプラスチック溶着作業を抱えていらっしゃいませんか。あるいは、標準的な装置ではプロジェクトを完了できないというような懸念をお持ちではないですか。プラスチックのレーザー溶着について、当社ではお客様のご要望に応じて様々なバージョンをご用意しております。具体的には次のようなものがあります。

  • レーザー、ビーム誘導、制御システムの組み合わせのカスタマイズ
  • 手動による組み立てワークステーションの開発
  • 部品供給の自動化
  • 複雑なロボティクスステーション

 

LPKFアプリケーションセンターには長年のプロジェクト監督経験がある専門家がおり、さまざまな生産プロセスに精通しています。その豊富な専門知識を活かして、お客様専用のレーザー溶着ソリューションを開発しています。

継続的なトラッキングとトレーシングのためのプロセスモニタリング

LPKFレーザー樹脂溶着

プラスチック溶着は、高い費用対効果、技術的優位性、そして信頼できる品質という3つの大きな利点を備えた、優れた技術です。品質保証の重要性はますます高まっています。LPKFのレーザー透過溶着には、品質保証において貢献できることが多くあります。 レーザー樹脂溶着 は高い技術に裏付けられた、信頼性の高い技術です。

また、高い要求事項を満たすため、LPKFではプロセスモニタリング用の特別な検査方法を開発しました。溶着プロセス中に接合部の品質を確認できるようにしたのです。この方法の利点として、レーザーはプロセスの進行中に修正を行うことができるため、スクラップの発生を回避できます。前処理の影響による材料特性の変化を素早くとらえ、生産プロセスから不良部品を除外します。

LPKFの4つの補完的な検査方法

品質は信頼性の高い溶着プロセスから検査にまで及ぶ重要なトピックです。LPKFのシステムにおけるプロセスモニタリングには、わずかなずれを補正するレギュレーション機構が統合されています。

  •     溶着線のモニタリング – 直接・間接の障害を検出し、IP69Kまでの保護クラスを保証します
  •     温度上昇のモニタリング – 溶着結果が均一であることを確認します
  •     焦げ検知 – どんな焦げ跡も識別します
  •     カメラによる画像撮影 – 溶着線のわずかな欠陥も検出します

このようなプロセスモニタリング方法をどのように使用するかは、選択した材料と溶着方法によって異なります。2つ以上の方法を組み合わせて連続的にデータを記録することで、様々な業界で求められる厳しい要求事項にも対応できます。

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