激光焊接汽车尼龙塑料配件透光率测试仪

激光塑性成型技术是近年来塑性加工界出现的一种新技术。通常塑料主要是通过加热加压依赖模具成型。这对于单品种、大批量生产是有效的；而对于各种不同形状的塑料制件则需要昂贵的模具‚装置也较庞大。

高度聚焦的激光束垂直照射在待变形的板料上‚由于塑料直接吸收激光能量的能力很低‚所以在被照射部位需涂上黑色丙烯涂料（上表面）‚这样上表面吸收热量导致温度急速上升（不超过熔点）；而没有涂覆涂料的下表面由于没有吸收激光的热量‚其温度在短时间内不发生明显变化。从而使被照射部位的上下表面之间形成较大的温度梯度。

由于温度的影响‚板材上表面的膨胀量远远大于下表面‚从而在上表面产生热应力‚此过程中沿板料厚度方向产生的热应力模型如图1中上图所示。由于塑料的热膨胀率比金属大‚例如聚乙烯塑料的热膨胀率是金属的4倍。这样由于上表面温度高‚故其膨胀量很大‚而屈服极限低‚因而在此热应力的作用下‚上表面处的材料产生较大的塑性变形‚使这个部位的材料产生堆积。这一加热过程的直接结果是板向下表面方向弯曲。

当激光停止照射以后‚上表面被加热部位处于高温状态下的材料所吸收的热量迅速向各个方向传导‚以达到热平衡状态。此过程中‚上表面附近的温度很快降低而下表面处的温度渐渐升高。换言之‚上表面附近的材料开始逐渐收缩而下表面处的材料则继续膨胀。此过程中产生的温度应力方向正好与加热过程相反。

随着冷却过程的延续‚加热过程中产生的反向弯曲逐渐减少。同时由于上表面处的温度不断降低‚故其屈服应力不断增加‚加热过程中上表面附近产生的材料堆积不能全部复原。所以当被加热部位上、下表面的温度梯度达到零‚即塑性变形结束时‚上表面变形处的金属纤维比下表面处的短‚最终形成了朝向上表面光源方向的弯曲角。同时在滞后于光束某距离处‚用水流或气流沿扫描轨迹进行冷却（因为塑料的热传导率较低）。循环往复地进行这种加热和冷却过程‚将在板料内部产生相应的应力‚从而使其发生一定的塑性变形。

塑料激光成型技术的特点可以大致概括为：1）激光成型为无模成形‚因而生产周期短‚柔性大‚特别适合于单件小批量或大型工件的生产；2）不需要大型设备；3）激光成型为非接触成形方式‚变形时无外力作用‚因而无回弹现象‚成形精度高；4）工件的夹持方便；5）激光成形属热恋累积成形‚激光束每扫描一次‚即产生一个小的弯曲角。总的变形量由多次扫描累积而成。而且变形总是在热态下进行的；6）可以进行复合弯曲成形‚以制作各类异形工件；7）由于可以根据发振条件变化大范围内控制热量的吸收‚能形成任意的温度梯度‚在变形中因为变形量可以测量‚所以精密成型成为可能。借助红外测温仪及形状测量仪‚可在数控激光加工机上实现全过程死循环控制‚从而既保证工件质量‚又改善工作条件；8）对激光模式无特殊要求；9）与金属材料不同‚由于塑料粘弹性的特点‚由及其微小的热应力就可以产生变形。与金属材料的激光成型相比‚塑料的激光成型可以成型非常大的变形量‚成型时间短‚效率比成型金属高得多；10）易于实现多种激光加工工序的同工位复合化。基于上述特点‚激光塑性成型技术在精密仪表、产品试制、航天等工业部门均有着广阔的应用前景。