Che cos’è e come funziona la Saldatura Laser su Plastica
Per saldare con il Laser la plastica, si utilizza un processo di saldatura detto «in trasparenza». Per applicare questa tecnica il prodotto deve essere formato da una parte trasparente da porre sopra (coperchio) e una parte assorbente da posizionare sotto (contenitore). Il calore generato dall’assorbimento della parte inferiore porta il polimero alla temperatura impostata di saldatura, che crea le condizioni affinché ci siano le compenetrazioni termoplastiche necessarie.
La lunghezza d’onda del Laser e le caratteristiche di assorbimento dei due materiali giocano un ruolo fondamentale nella buona riuscita della saldatura.
Settori di applicazione
Automotive
L’Automotive è un settore dove l’utilizzo di saldatura Laser di materiali plastici è molto diffusa, sia per la realizzazione di cruscotti e interni, che per le parti interne funzionali di motore, centraline o idraulica. Più in dettaglio, applicazioni diffuse si hanno per serbatoi ed enclosure, sensori, gruppi ottici, componenti del cruscotto e gruppi chiave.
Medicale
Il medicale è un settore in cui la saldatura Laser dei materiali plastici viene utilizzata sia per la realizzazione di scocche e contenitori per dispositivi medici, che per i consumabili relativi alle varie applicazioni. Più in dettaglio, applicazioni diffuse si hanno per la microfluidica, consumabili sterili, scatole o gruppi ermetici di dispositivi medici, biochip.
Elettrica ed Elettronica
L’elettronica è uno dei campi dove si fa più vasto utilizzo della saldatura Laser dei materiali plastici anche in ampia scala. Applicazioni principali sono in ambito elettrico e dell’elettronica consumer: scatole e gruppi assemblati protettivi ed ermetici, componentistica, sensoristica.
Textile
La saldatura Laser della plastica nel tessile è utilizzata principalmente per realizzare fabbricazioni tecniche quali la saldatura di tessuto non tessuto o la realizzazione di filtri e membrane.
I Materiali per la Saldatura Laser della Plastica
Plastica
Carta
Carbonio
Cartone
Acciaio
Ceramica
Rame
Ferro
Oro
Legno
Vetro
Pelle
I materiali cui far riferimento per la saldatura Laser della plastica sono i polimeri termoplastici.
Questi sono suddivisi in due categorie:
- Polimeri termoplastici amorfi
- Polimeri termoplastici semicristallini
Gli amorfi, risultano trasparenti alla radiazione Laser anche per grandi spessori. Al contrario, i semicristallini hanno un assorbimento intrinseco legato ai fenomeni diffrattivi interni (scattering), che cresce con lo spessore. Inoltre, l’aggiunta di additivi ai polimeri (filler inorganici, pigmenti, fibra di vetro, fibra di carbonio), possono cambiare le caratteristiche di assorbimento della radiazione rendendola maggiormente assorbente.
In generale, i polimeri termoplastici della stessa famiglia possono essere saldati tra loro.
La tabella mostra comunque la saldabilità anche tra polimeri di natura differente, dando una valutazione dell’efficacia dell’abbinamento.
Controllo di processo sulla Saldatura Laser su Plastica
La saldatura Laser della plastica è flessibile e rende possibile controllare i parametri di processo in maniera precisa e puntuale. Il software consente di monitorare on-line: potenza del Laser, tempo di saldatura, velocità di saldatura, temperatura del pezzo (nei sistemi con pirometro) e pressione del clamping della attrezzatura di serraggio pneumatica.
Tutti i dati di processo quindi saranno resi disponibili in report specifici all’utente e utilizzati dal software per le valutazioni pass/fail del prodotto sulle linee di produzione.
Tipi di Saldatura Laser per Plastica
Le tre strategie di saldatura laser applicabili sulla plastica sono:
- Saldatura di contorno (contouring): con movimentazioni X-Y, flessibile e con velocità di saldatura nell’ordine di 10 m/min.
- Saldatura quasi simultanea: con utilizzo di una testa galvanometrica, ultra-flessibile e con velocità di saldatura di 10 m/s.
- Saldatura simultanea: che utilizza speciali ottiche (lineari, ad anello, radiali o custom), dedicate a specifiche applicazioni e con velocità di saldatura inferiori a 1s.
Perché preferire il Laser per saldare la plastica
La saldatura laser su plastica è un’applicazione sempre più diffusa, in quanto permette la realizzazione di componenti con forme complesse, con eccellenti risultati estetici e senza bisogno di lavorazioni post processo (assenza di detriti).
Inoltre, consente di saldare senza contatto, vibrazioni e, grazie al controllo dei parametri di processo, con ripetibilità molto elevate.
Ulteriori caratteristiche della saldatura laser delle materie plastiche sono la resistenza meccanica elevata e l’omogeneità sul profilo, che la rende ideale per applicazioni in cui l’ermeticità della lavorazione sia importante.
