レーザー樹脂溶着技術のご紹介　レーザー溶着とは

レーザー溶着とは、レーザー光を照射し、被着物（樹脂・プラスチック）の境界面で熱を発生させて溶着・溶接する「接合工法」です。
レーザーによる樹脂溶着では、「光透過性樹脂(透過材)」と「光吸収性樹脂(吸収材)」とを組み合わせます。

上記はレーザー溶着工法の中の「レーザー透過溶着法」の説明です。

樹脂・プラスチック（テストプレート）のレーザー加工機による溶着工程の状況です。

原理的には「熱可塑性樹脂」であればレーザー溶接可能です。
ポイントは透過側樹脂の「レーザー透過率」です。

レーザー溶着では、透過材側樹脂に約30%以上のレーザー透過率が必要です。透過率が低いと透過材側樹脂がレーザーを吸収し、溶けてしまいます。
ナチュラル材のほとんどは「白」「透明」で、厚み1～2mm程度の透過率は40%以上なので、材質としてはレーザーによる溶着は可能です。
 

同じ色同士は溶着できないの?

レーザー溶着では一般的に、透過材樹脂はレーザー透過率が高い未着色材(ナチュラルや白)を使用し、吸収材樹脂はレーザ吸収率が高い｢黒｣や｢グレー｣などの材質を使用します。(白-黒溶着)

超音波溶着や接着剤などからレーザー溶着をご検討される場合、意匠等の問題から黒色樹脂同士を溶着したいなど、樹脂の色を変えずにレーザー溶着をしたいという要望を頂くことが多くあります。(黒-黒溶着)
その場合、レーザ溶着対応の透過材樹脂を使用することで対応が可能です。

パナソニックでは、黒-黒溶着用のレーザー溶着対応樹脂成形材料のご提案が可能です。

黒樹脂同士の溶着サンプル

黒-黒溶着詳細は、オリヱント化学工業株式会社様ウェブサイトへ

PPS材はレーザ溶着できないの？

「結晶性樹脂はレーザー透過率が低く、レーザー溶着には不向き」といった見解があり、レーザ溶着をあきらめているお客様がいらっしゃるようですが、これは非結晶性樹脂と比較してのことです。

PPSのような結晶性樹脂でも、厚みを薄くしたり、コンパウンドにより透過率を上げられるため、レーザー溶着可能です。(PBT/POM/PPSで実験済み)
是非、一度ご相談ください。

代表的な樹脂材料のレーザー溶着適合表です。
下表で未確認の樹脂材料やその他の樹脂材料については、弊社にて実験を承りますのでお気軽にご相談ください。

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パナソニックのレーザ溶着機は、愛知県春日井市にレーザー溶着ラボラトリーを構えています。
ラボでは溶着実験だけではなく、さまざまな試験にご対応できるよう評価設備を取り揃えており、高度な技術力と豊富なノウハウを持ったスタッフが皆さまのご要望にお応えできるよう、試験・評価業務にあたっています。

ラボの概要 完全個室となっておりますので、開発中製品の評価もご安心してテストトライしていただけます。 接合テストに合わせて、強度やリークテストのご評価をいただけるよう多彩な評価機材を保有しております。 実験室とお客様のオフィスをつなぎ、リモート実験にも対応いたします。