レーザー樹脂溶着技術のご紹介　よくあるご質問

1. パルス発振とCW(連続)発振とではどちらが向いていますか？

CW(連続)発振の方が適しています。パルス発振の場合、ピークパワーがあるため、透過材側の表面にてレーザーを吸収したり、境界面の温度が急激に上昇することで「過溶着(発泡や熱分解)」になりやすく、レーザー条件がシビアになる傾向があります。

ただし、パルス発振でも溶着実績はあります。パルス発振の場合はパルス周期を速く(小さく)してピークを抑える必要があります。

2. レーザー出力は高ければ良いですか？

スポット径との兼ね合いとなるため、一概には言えません。

マイルドに加熱するには、適切なエネルギー密度(パワー+スポット径)にする必要があるため、スポット径とのバランスが重要です。エネルギー密度が高すぎると過溶着になったり、透過材側の表面が焼損します。

3. レーザー波長による影響はありますか？

800～1,100nmであればOKです。波長違いの優位性は見られません。
この近赤外領域では、ほとんどの樹脂(ナチュラル材、板厚1mm)にて透過率は40%以上あります。

4. ビームモードによる影響はありますか？

シングルモードよりもマルチモードやトップハットの方が有利と言われています。スポット内のエネルギー分布が均一であるため、シングルモードより溶着条件が出しやすいということが理由と思われます。

シングルモードの場合、ビーム径中心付近でパワー密度が高くなるため、溶着幅の中心付近では、深く溶け込む傾向があります。その結果、溶着強度が増すケースを確認しております。

ビームモードの優劣ではなく、ワークの材料／形状に応じて、適切にレーザーを照射することが重要と考えます。

5. レーザー光のスポット径はどれくらいが良いですか？

求められる溶着幅によりますので、一概には決められません。
当社へ実験依頼いただくお客様の場合、ビーム径はø0.8～1.6mmが多い傾向です。

6. スキャンスピードはどれくらいが良いですか？

100mm/s程度を基準とし、ワークにより調整します。

「(1)ゆっくり１回で照射する場合」と、「(2)速く複数回で照射する場合」とでは、熱効率としては(1)の方が良いため、加工時間は短くなります。基本的には(1)が良いです。

ただし、溶けやすい樹脂(ナイロンなど)や、融点の異なる材料(材質違い)の組み合わせでは、溶け具合を細かく制御するために、(2)を使うこともあります。ガルバノ制御であれば、これらの調整が簡単に行なえます。

7. レーザ溶着・レーザー溶接の工法はどのような種類がありますか？

主に3種類の工法があります。

• レーザー透過溶着法
  光透過性樹脂部品と光吸収性樹脂部品を使用します。
  レーザ光により、光吸収性樹脂部品を発熱・溶融させることで光透過性樹脂部品と接合させる工法です。
• レーザー吸収法
  光透過性樹脂の間にレーザ光吸収体を挟み、レーザ光でレーザ光吸収体を溶融させ接合させる工法です。
• 吸光度制御法(ACW®溶着法)
  樹脂材料の透過と吸収のバランスがコントロールされた光透過吸収性樹脂をレーザ光で溶融させる新しい工法です。