Термопластики можно разделить на аморфные и полукристаллические термопластики. Аморфные термопластики прозрачны, поскольку не содержат видимых добавок. Полукристаллические термопластики, с другой стороны, кажутся непрозрачными или молочными невооруженным глазом. В принципе, идентичные термопластики можно сваривать лазером. Однако необходимо учитывать оптические свойства термопластиков. В таблице перечислены комбинации материалов, которые можно сваривать лазером. Помимо этих комбинаций, диапазон можно расширить и путем модификации смесей.
Оптические свойства Оптические свойства пластмасс влияют на результаты лазерной сварки.
С одной стороны, лазерная сварка требует прозрачных партнеров по сварке. Без добавок каждый термопластик прозрачен для лазерного излучения. Однако различают аморфные и полукристаллические термопластики. С аморфными термопластиками излучение передается почти идеально, даже с более толстыми материалами. С другой стороны, с полукристаллическими термопластиками излучение преломляется и отражается на зернах. Это приводит к рассеиванию излучения, которое зависит в первую очередь от степени зернистости и толщины облучаемого материала. На рисунке ниже показан спектральный анализ прозрачного полипропилена (ПП). В диапазоне длин волн между 800-1100 нм прозрачность пластика даже выше, чем в видимом диапазоне (400 - 700 нм).
Оптическая глубина проникновения Оптическая глубина проникновения является мерой свойств поглощающего соединения.
Он показывает, насколько глубоко проникает излучение в поверхность пластика до того, как начнет выделяться тепло. В идеале глубина оптического проникновения находится в диапазоне мкм, см. рисунок выше. Если поглощение недостаточно, то более вероятно возникновение объемного поглощения. Это нагревает всю толщину материала, см. средний случай. Третий случай описывает избыточные поверхностные отражения. В этом случае излучение вообще не может проникнуть в поверхность. Поэтому последние два случая весьма неблагоприятны для процесса.
Тепло, выделяемое при сварке, создает зону термического влияния, которую можно увидеть с помощью микротомов или микрошлифов под микроскопом. Схему сварки можно сделать довольно просто. Проще говоря, компоненты должны находиться в физическом контакте в зоне сварки. Но не все так просто: детали должны быть рассчитаны на использование лазера.
