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    英国颖焊接技术实现热塑性塑料焊缝世界最小

      发布时间:2018-03-25 12:41

      激光焊接的优势使其在多个行业的塑料连接中得到应用。激光焊接非常适用于复杂产品的制造,如微流体装置,其通道和结构分辨率通常低于100微米。

      当工业界寻求生产甚至更小型的复杂塑料零部件时,就需要新的研究来使塑料中的焊缝≤10微米。直到最近,最小的激光焊缝宽度测量值可能在10~20微米。然而,这已达到红外激光器的分辨率极限,不可能通过单独控制激光焦点光斑大小来实现更小的焊缝。

      英国焊接研究所与剑桥大学卡文迪什实验室合作,将激光吸收器精确图样着色于塑料表面,来确定焊接位置,引起了塑料激光焊接最小焊缝的最新进展。经验证,使用激光吸收器防染材料的过程能对塑料进行连接形成接头。该项目团队研究采用电子束光刻来制作吸收器图样,使得焊缝宽度小于10 微米,采用模制方法建造了微电子电路。挑战是在微电子电路的边界同时生成微通道及红外吸收器痕迹,并密封通道。

      研究团队以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热塑性塑料为基材,进行了尝试,遵循透射激光焊接的原理,在结合界面采用红外吸收性材料膜。采用电子束光刻将膜以可复制的方式模制到需要的分辨率,这样在焊接后就可以保留。采用大量样本,连接强度得到了认可。

      研究团队成功验证了一系列5微米通道及宽度为1微米的激光焊接接头。也对0.5微米的更小焊缝进行了验证,得出的结论是:制造分辨率低于1微米的高密度塑料结构件是可能的;可在焊缝线外无极端加热的区域实施焊接。(北方科技信息研究所 苟桂枝)

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