Matériaux soudables au laser

Les thermoplastiques peuvent être divisés en thermoplastiques amorphes et semi-cristallins. Les thermoplastiques amorphes sont transparents car ils ne contiennent pas d'additifs visibles. Les thermoplastiques semi-cristallins, en revanche, paraissent opaques ou laiteux à l'œil nu. En principe, les mêmes thermoplastiques peuvent être soudés ensemble au laser. Cependant, les propriétés optiques des thermoplastiques doivent être prises en compte.

Le tableau énumère les combinaisons de matériaux soudables au laser. En plus de ces combinaisons, il est également possible d'élargir le spectre avec des mélanges modifiés.

Propriétés optiques

Les propriétés optiques du plastique influencent le résultat de la soudure au laser. D'une part, un partenaire de soudage transparent est nécessaire pour le soudage laser.

Sans additifs, chaque thermoplastique est transparent au rayonnement laser. Toutefois, une distinction est faite entre les thermoplastiques amorphes et semi-cristallins. Avec les thermoplastiques amorphes, le rayonnement se transmet presque parfaitement, même avec des matériaux plus épais. Avec les thermoplastiques semi-cristallins, en revanche, le rayonnement est réfracté et réfléchi au niveau des cristallites. Cela conduit à la diffusion du rayonnement qui dépend principalement du degré de cristallites et de l'épaisseur du matériau à irradier.

La figure suivante montre l'analyse spectrale du polypropylène transparent (PP). Dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 800 et 1100 nm, le plastique est encore plus transparent que dans le domaine visible (400 à 700 nm).

Profondeur de pénétration optique

La profondeur de pénétration optique est une mesure des propriétés du partenaire d'assemblage absorbant. Il montre à quelle profondeur le rayonnement pénètre la surface du plastique avant que de la chaleur ne soit générée.

Idéalement, la profondeur de pénétration optique se situe dans la gamme des µm, voir le graphique ci-dessus. S'il n'y a pas suffisamment d'absorption, l'absorption en volume est plus susceptible de se produire. Cela chauffe toute l'épaisseur du matériau, voir le cas du milieu. Le troisième cas décrit une réflexion de surface trop importante. Dans ce cas, le rayonnement ne peut pas du tout pénétrer la surface. Les deux derniers cas sont donc plutôt négatifs pour le processus.

La chaleur générée lors du soudage crée une zone affectée par la chaleur qui peut être observée au microscope par des coupes ou des microcoupures de microtomes.

La conception du cordon de soudure peut être manipulée très simplement. Pour parler franchement, les composants de la zone de soudure doivent avoir un contact physique. Mais ce n'est pas aussi simple que cela : Les composants doivent être conçus pour une utilisation au laser. Les lignes directrices à ce sujet peuvent être demandées auprès de nous ou directement via le Association allemande pour la soudure et les procédés connexes e. V. (DVS) peut être demandée. Demandez la directive DVS 2243 sur le soudage des thermoplastiques au laser.