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紅外線(xiàn)塑料焊接機發(fā)明與使用(NICLE, 一家美國研究和開(kāi)發(fā)企業(yè))開(kāi)發(fā)了一種用于敏感塑料零件紅外線(xiàn)穿透(TTIR)焊接的先進(jìn)方法。這家新興的公司的P波 TTIR設備能夠產(chǎn)生多色(多波長(cháng))紅外線(xiàn)能量,而不是激光焊接所使用的那種單色(單波長(cháng))紅外線(xiàn)能量。
NICLE公司總裁Masnori Kubota先生宣稱(chēng),P波提供了一個(gè)焊接透明、半透明和彩色零件和薄膜的新方法,它所能焊接的工程塑料的范圍空前寬廣。和激光焊接一樣,P波把紅外線(xiàn)能量聚焦在紅外線(xiàn)透明性和紅外線(xiàn)吸收性部分之間的區域,促使界面部分熔化。這種熔化再加上施加的壓力,就把零件粘結在一起了。但是,Kubota說(shuō),P波是一種比紅外線(xiàn)激光焊接更精確、更寬容和成本更低的焊接方法。
KRA公司認為,在紅外線(xiàn)塑料焊接機焊接電子、汽車(chē)和醫療部件、燃料電池和生物液體袋子所使用的薄膜以及某些復合材料零件方面,他們的技術(shù)勝過(guò)紅外線(xiàn)激光焊接。零件的表面缺陷(燒蝕)大為減少。據說(shuō),將KRA的技術(shù)與相應的波長(cháng)換能器配合使用,可以對紅外線(xiàn)能量進(jìn)行如此精確的引導,以致像含氟聚合物和聚醚醚酮(PEEK)這樣的耐高溫聚合物都第一次對TTIR焊接變得順從了。
 
紅外線(xiàn)塑料焊接機P波的工作原理
KRA公司首席技術(shù)官John Long說(shuō),所提供P波設備的功率為300和500W。系統包括一個(gè)紅外線(xiàn)燈(鹵素、氙或者金屬鹵化物)以及受專(zhuān)利保護的光學(xué)聚焦裝置和KRA公司專(zhuān)有的波長(cháng)換能器。設備產(chǎn)生一個(gè)直徑大約為5mm的非常規整的焊點(diǎn),機器手光柵掃描器可以用來(lái)擴大焊接面積。
KRA公司的紅外線(xiàn)燈和光學(xué)裝置產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)濾光的帶寬的、錐形的光束,此光束把紅外線(xiàn)能量精確地、深深地照射在焊接界面區域,使局部的精密焊接成為可能。受專(zhuān)利保護的光學(xué)部件把紅外線(xiàn)光束聚焦到如此程度,以致它可以比激光能量更深地射入塑料零件內部,同時(shí)又減少了對零件表面的損傷。
Long先生說(shuō),在絕大多數情況下,P波焊接配合波長(cháng)換能器使用是最為有效的。換能器是一個(gè)用紅外線(xiàn)吸收性材料做成的塑料薄膜、條帶或者模切裝置,它被放在所焊接的零件的上面或者上面。
紅外線(xiàn)塑料焊接機換能器像一個(gè)鏡頭一樣把紅外線(xiàn)光束能量聚焦到焊接界面上,將能量流密度提高了300%,從而加速焊接區域的熔化速率。換能器可以按照焊接接頭的形狀來(lái)進(jìn)行設計,這將有利于2D或者3D接頭的焊接。這種設備可以焊接薄膜、薄片、布、片材、管材和成型零件。

波長(cháng)換能器可以把天然的(紅外線(xiàn)透明的)材料焊接成袋子和容器,例如聚乙烯血液和生物液體袋子。這些柔性容器可以取代目前使用的PVC袋子,從而避免在焚燒這些乙烯基袋子時(shí)產(chǎn)生有毒氣體的危險。P波裝置還可以焊接無(wú)紡布袋子和用DuPont公司Tyvek薄膜做的醫用包布。另一個(gè)用途是在生物學(xué)和環(huán)境采樣規程中使用的含氟聚合物袋子。  

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