[發(fā)明專利]一種激光鍍膜的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010603627.8
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102101360A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張俊;王立軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所
• 主分類號: B29C65/16
• 分類號: B29C65/16;B08B7/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標(biāo)代理事務(wù)所 22210
• 代理人: 張偉

技術(shù)領(lǐng)域

一種激光鍍膜的方法，屬于激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其適用于在金屬、陶瓷和木材等表面鍍各種熱塑性塑料層。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光塑料焊接已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車、醫(yī)學(xué)、電子等領(lǐng)域。目前的激光塑料焊接主要是塑料與塑料之間的焊接，其特點為兩層塑料中必須滿足：一層對激光束透射，一層對激光產(chǎn)生吸收，激光束從透射塑料一側(cè)入射，打在兩層塑料的交界面上，被吸收塑料吸收，吸收塑料表面溫度升高而發(fā)生熱熔，在此過程中對塑料施加一定壓力，然后冷卻，兩層塑料便焊接在一起，此種焊接方式也稱為透射式焊接方式。

將激光塑料焊接應(yīng)用到塑料與金屬、陶瓷和木材等材料的焊接，可以拓展激光塑料焊接的應(yīng)用領(lǐng)域。德國夫瑯禾費研究所將塑料焊接在多孔狀的粗糙陶瓷表面，用于生物醫(yī)學(xué)方面的研究。德國豪邁公司將塑料焊接在木材上，用于家具的封邊制造。國內(nèi)未有相關(guān)的應(yīng)用研究報道。

在焊接之前，基底表面先進行清洗方可進行焊接。一般的清洗方式，如超聲波清洗，需要添加相應(yīng)的設(shè)備，同時還需要單獨的清洗工序，從成本和工藝本身來說就不可取。同時，普通的清洗方式均是針對基底的整個表面進行清洗，從清洗之后到實際的塑料焊接之間又相隔很長一段時間，在此期間基底表面很可能又重新覆蓋一些灰塵，對接下來的塑料焊接產(chǎn)生負(fù)面影響。

發(fā)明內(nèi)容

基底表面清洗后一般需要間隔一段時間才能進行鍍膜，其間可能重新覆蓋一些灰塵，對鍍膜產(chǎn)生負(fù)面影響，為了解決上述問題本發(fā)明提供了一種激光鍍膜的方法。

一種激光鍍膜的方法，該方法由以下步驟實現(xiàn)：

步驟一：將一線狀光束采用分光鏡分成清洗光束和焊接光束；

步驟二：利用步驟一所述的清洗光束通過清洗全反鏡對待鍍的基底表面進行清洗；

步驟三：利用步驟一所述的焊接光束通過焊接全反鏡對與步驟二中清洗后的基底表面相接觸的覆膜表面進行熱熔；

步驟四：利用壓力輪的滾動將步驟三中熱熔的覆膜緊壓在清洗后的基底表面；

步驟五：對步驟四所述的覆膜進行冷凝，完成激光鍍膜。

本發(fā)明的有益效果：

1、可在各種基底表面實現(xiàn)塑料焊接，如金屬、陶瓷和木材等，可以產(chǎn)生很多新型應(yīng)用，擴展了塑料焊接的應(yīng)用領(lǐng)域；

2、在塑料焊接之前，采用激光清洗待焊接表面，有效地去除了灰塵、油脂等污垢對焊接質(zhì)量的影響，清洗之后立即進行塑料焊，不會像一般的方法中，清洗之后可能隔很長一段時間才能進行塑料焊接而造成焊接表面再次沉積污質(zhì)而對表面焊接質(zhì)量的影響，因此此種方法可以使塑料和基底表面的結(jié)合強度提高；

3、激光清洗和焊接一體化，不再需要焊接之前對焊接表面的單獨清洗過程，使得整個工作過程更加流暢，便于規(guī)模化生產(chǎn)，流水線作業(yè)，而且激光清洗的對象更加廣泛；

4、采用激光清洗，不需要額外的清洗設(shè)備。清洗用的激光光束和焊接用的激光光束從一套半導(dǎo)體激光器中輸出，打在工作表面的線光束長度也都和焊接的塑料帶寬度相等，因此中間的光束整形系統(tǒng)僅需要一套即可，這對兩束光束保持長度上的一致性非常有利，同時也方便了調(diào)節(jié)；在該種方法中，清洗光束、焊接光束和塑料帶的路徑保持一致，清洗光束僅對需要焊接的基底表面位置進行清洗，對不焊接的位置不清洗，因此激光能量的使用率非常高。

附圖說明

圖1為激光鍍膜方法的整體示意圖；

圖2為激光鍍膜方法中激光光斑在工作表面和塑料帶上的示意圖；

圖3為激光鍍膜方法應(yīng)用在大型軸表面的激光塑料焊接示意圖；

圖中：1-線狀激光光束，2-壓力輪，3-塑料帶，4-分光鏡，5-清洗全反鏡，6-焊接全反鏡，7-清洗光束，8-焊接光束。

具體實施方式

結(jié)合附圖對本發(fā)明具體說明：

如圖1-3所示，半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的線狀激光光束1，經(jīng)過分光鏡4后，一分為二，清洗光束7經(jīng)過清洗全反鏡5反射，打在基底表面上對基底表面進行清洗，另一束焊接光束8經(jīng)過焊接全反鏡6反射，打在塑料帶3表面，此表面為和基底表面焊接結(jié)合的面。塑料帶表面在激光作用下發(fā)生熱熔，然后在壓力輪2的作用下，與基底表面焊接在一起。

線狀光束1由半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，其波長范圍為700um-1000um；經(jīng)分光鏡產(chǎn)生的兩束線狀光斑的功率密度范圍為10²W/cm²-10⁴W/cm²；

覆膜3，其材料為熱塑性塑料或樹脂，如：尼龍、聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯/丙烯腈共聚樹脂、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯等；基底材料為金屬、陶瓷、木材或晶體基片等。