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LPKF激光塑料焊接:流光溢彩的未来车灯生产工艺

29/Jun/2016
在许多应用领域,激光塑料焊接正在逐步取代传统焊接加工,如胶粘技术和超声波技术。在汽车,医疗以及消费类产品领域中,量产需求的增加使得人们更加关注高效率、高品质的激光塑料焊接系统。
 
LPKF TwinWeld 3D 1000-04
透过式激光焊接技术是指:将透光与吸光两种热塑性材料用夹具夹在一起,透光材料在上,吸光材料在下,施以一定夹持压力。激光束穿透上层透光工件,到达下部的吸光材料表面,激光光能转变成热能,使其表面熔化,同时热量也以传导方式,从底面传递到与其压接的上层透光工件的接触面上,使其塑化,从而实现激光热熔焊接。

激光塑料焊接系统具有许多优势:经济的量产治具,可编程焊接轮廓操作软件,可视化加工过程监控系统。激光塑料焊接低废品率,安全,洁净,无粉尘,焊缝美观。系统产生的稳定激光束不会损伤基材表面。

加工参数:激光功率,加工速度,结合压力,材料属性

LPKF TwinWeld 3D 1000-03
基于对以上技术的了解,那么今天我们就来重点分享用于大型三维部件焊接的LPKF TwinWeld 3D。

质量与效率的有机结合
更美丽的焊线,更优的设计弹性以及更低的成本,这是焊接工艺进步的美好愿景。但最新的LPKF TwinWeld 3D焊接工艺具备的优势与进步却不仅仅只有这些:完美的解决了大型器件的焊接难题更兼备低廉的成本。这种独创的激光复合焊接系统给批量汽车尾灯生产带来了巨大地变革。

具备多种优势的单一激光系统
激光塑料焊接的关键环节是对于激光束能量的精确控制。LPKF 在此环节上独创了复合焊接的新工艺,焊接过程实际发生在一个较小的高温区域。复合焊接通过辅助加热与滚动卡压,形成了美丽的焊线,大幅度提高焊接速度,设计者的灵感得到更多释放,工程师们有了更多新颖的选择。

目前LPKF TwinWeld 3D设备已经发展至第二代,该焊接系统极其适用于大型器件焊接的工业生产,并且集成有工艺工程控制系统。设备的外罩为操作者提供激光安全等级1级防护,操作者无需特殊防护。

致力于降低生产成本
LPKF复合激光焊接经济性能极佳,即使生产单个器件,因其仅仅由一个可调节张力的滚轮提供必要的焊接压力:焊接治具的成本的节约,使其相对于其他工艺也是成本降低的。

成本降低的环节还有:当生产某些内部应力敏感器件,诸如汽车尾灯,回火工艺已完全不再必要。另外,集成的检测系统可以补偿焊接过程中产生的误差。所有这些说明:使用复合激光焊接系统,生产良率高,单个器件成本变低,即使小批量生产,成本也更加低廉。

理想的压力提供方式
各种焊接工艺都需要精确控制压力,激光焊接亦是如此。LPKF TwinWeld 3D的焊接压力由复合激光头提供,不再需要昂贵的上模具。

复合焊接头通过集成的气簧提供恒定的垂直压力,通过滚轮左右与焊接器件表面。该滚轮在焊接面平行于焊线的位置施加压力。这个滚轮其本身是凉的,与焊接部位有一定距离,独立的滚动。不会对焊接器件表面造成任何影响,保证了产品完美的外观。

创新的工艺控制系统
当今在医疗以及汽车工艺领域推行的0-PPM标准要求必备连续的工艺过程检测系统。

LPKF开发了STU检测系统以确保高质量焊接。该系统在焊接过程中测量器件的高度。该测量允许个别器件的误差存在,其通过实时调整焊接过程参数来补偿误差,结果是提高了焊接产品的良率。

另外,该系统不单单是检测瑕疵,而且还加以处理。在半成品阶段它就会发现瑕疵,从而采取不同的焊接参数,大大提高了产品良率。

LPKF复合焊接与热板焊接对比
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LPKF复合焊接优胜于一个紧凑的焊缝(50倍放大)
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热板焊接产生大量的融化溢出与焊缝的不紧密构造(50倍放大)











LPKF复合焊接与振动焊接对比
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LPKF复合焊接产生的完美焊缝(150倍放大)
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振动焊接产生鳞片结构,在边际产生大量颗粒(150倍放大)












独具创新的复合工艺
在LPKF专利的复合焊接工艺中,特殊设计的卤素灯额外向焊接区域提供多频谱电磁辐射能量。卤素灯/激光能量的结合使焊接速度大幅度提高并形成美观的焊线。复合技术同时减少的内应力,LPKF复合焊接技术能为其他焊接方式所不能为者:生产可靠性,在没有其他工艺步骤的情况下产生完美,无内应力的焊线。

新技术标准
很多项目有非常特殊的要求:例如,韩国现代汽车的旗舰车型Equus,采用了不同于其它竞争车型的车灯设计。位于韩国大邱的SL公司,与LPKF合作开展了该项目,开发的尾灯完全超脱传统设计,完美无瑕,令人惊叹。该三维车灯超出了传统焊接方式的能力之外。LPKF TwinWeld3D 制作的焊线视觉效果完美,这是车灯设计时需要考虑的主要方面。采用LPKF复合焊接,焊缝的美观与精密远超其它任何焊接方式。

“感谢LPKF复合焊接技术,SL 公司通过这种工艺,不仅仅生产出前所未闻的高质量产品。而且大幅度减少了次品率。” — Simyun Sung  SL公司经理
 
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LPKF Laser & Electronics AG

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