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Matériaux soudables au laser
Les matières thermoplastiques sont des matières qui autorisent une seconde fusion. Elles sont donc soudables. Les thermoplastiques se divisent en deux groupes :
  • Thermoplastiques amorphes
  • Thermoplastiques semicristallins

Les thermoplastiques amorphes, sans additifs, sont transparents dans le spectre visible. Les thermoplastiques semicristallins par contre paraissent opaques à laiteux. De manière générale, deux thermoplastiques identiques sont soudables au laser. Il faut toutefois prendre en compte leurs propriétés optiques. 

Le tableau présente des combinaisons de matériaux soudables au laser. En plus de ces combinaisons, il existe aussi la possibilité d’élargir le spectre par des mélanges.

 

Leister Material Combination
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Les propriétés optiques

Les propriétés optiques des matières plastiques exercent une influence déterminante sur le résultat du soudage au laser par transmission. D’un côté, une pièce transparente au faisceau laser est nécessaire et de l’autre, une pièce absorbante.

Sans additifs, chaque matière thermoplastique est transparente au faisceau laser. On fait également une distinction entre les thermoplastiques amorphes et semicristallins. Dans le cas des thermoplastiques amorphes, la transmission du faisceau s’opère pratiquement sans pertes même en cas de grosses épaisseurs. Dans celui des thermoplastiques semicristallins, le faisceau est dévié et réfléchi au niveau des cristallins. Une diffusion a donc lieu qui dépend essentiellement du degré des cristallites et de l’épaisseur de la hauteur à pénétrer.

La photo montre l’analyse spectrale d’un PA transparent. Dans la gamme de longueurs d’ondes de 800 à 1100 nm, la matière plastique est même plus transmissive que dans le spectre visible (400 - 700 nm). 
Profondeur de pénétration optique

La profondeur de pénétration optique est la mesure caractérisant les propriétés de la pièce d’assemblage absorbante. Elle décrit à quelle profondeur le faisceau pénètrera à la surface de la matière plastique avant que de la chaleur ne soit dégagée.

De manière optimale, la profondeur de pénétration optique se situe dans la gamme des µm, la photo du dessous présente le cas précédent. S’il n’y a pas assez d’absorbant, on obtient plutôt une absorption volumique. Toute l’épaisseur du matériau est chauffée. Le troisième cas décrit une réflexion superficielle trop importante, le faisceau ne peut donc pas du tout pénétrer dans la surface. Ces deux cas sont par conséquent plutôt négatifs pour le processus. 

Leister LPW optische_Eindringtiefe

Du fait du dégagement thermique au cours du soudage, une zone d’influence thermique apparaît que l’on peut visualiser au microscope par des coupes ou lames au microtome. 

Il est donc très simple de concevoir le cordon de soudure. En clair, il faut qu’il y ait contact physique au niveau de la zone de soudage. - Mais ce n’est pas aussi simple que cela. Les composants doivent être construits de manière appropriée au soudage au laser, (nous consulter pour les directives à ce sujet ou à propos de DVS (directive 2243). 

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