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红外线塑料焊接机发明与使用(NICLE, 一家美国研究和开发企业)开发了一种用于敏感塑料零件红外线穿透(TTIR)焊接的先进方法。这家新兴的公司的P波 TTIR设备能够产生多色(多波长)红外线能量,而不是激光焊接所使用的那种单色(单波长)红外线能量。
NICLE公司总裁Masnori Kubota先生宣称,P波提供了一个焊接透明、半透明和彩色零件和薄膜的新方法,它所能焊接的工程塑料的范围空前宽广。和激光焊接一样,P波把红外线能量聚焦在红外线透明性和红外线吸收性部分之间的区域,促使界面部分熔化。这种熔化再加上施加的压力,就把零件粘结在一起了。但是,Kubota说,P波是一种比红外线激光焊接更精确、更宽容和成本更低的焊接方法。
KRA公司认为,在红外线塑料焊接机焊接电子、汽车和医疗部件、燃料电池和生物液体袋子所使用的薄膜以及某些复合材料零件方面,他们的技术胜过红外线激光焊接。零件的表面缺陷(烧蚀)大为减少。据说,将KRA的技术与相应的波长换能器配合使用,可以对红外线能量进行如此精确的引导,以致像含氟聚合物和聚醚醚酮(PEEK)这样的耐高温聚合物都第一次对TTIR焊接变得顺从了。
 
红外线塑料焊接机P波的工作原理
KRA公司首席技术官John Long说,所提供P波设备的功率为300和500W。系统包括一个红外线灯(卤素、氙或者金属卤化物)以及受专利保护的光学聚焦装置和KRA公司专有的波长换能器。设备产生一个直径大约为5mm的非常规整的焊点,机器手光栅扫描器可以用来扩大焊接面积。
KRA公司的红外线灯和光学装置产生一个经过滤光的带宽的、锥形的光束,此光束把红外线能量精确地、深深地照射在焊接界面区域,使局部的精密焊接成为可能。受专利保护的光学部件把红外线光束聚焦到如此程度,以致它可以比激光能量更深地射入塑料零件内部,同时又减少了对零件表面的损伤。
Long先生说,在绝大多数情况下,P波焊接配合波长换能器使用是最为有效的。换能器是一个用红外线吸收性材料做成的塑料薄膜、条带或者模切装置,它被放在所焊接的零件的上面或者上面。
红外线塑料焊接机换能器像一个镜头一样把红外线光束能量聚焦到焊接界面上,将能量流密度提高了300%,从而加速焊接区域的熔化速率。换能器可以按照焊接接头的形状来进行设计,这将有利于2D或者3D接头的焊接。这种设备可以焊接薄膜、薄片、布、片材、管材和成型零件。

波长换能器可以把天然的(红外线透明的)材料焊接成袋子和容器,例如聚乙烯血液和生物液体袋子。这些柔性容器可以取代目前使用的PVC袋子,从而避免在焚烧这些乙烯基袋子时产生有毒气体的危险。P波装置还可以焊接无纺布袋子和用DuPont公司Tyvek薄膜做的医用包布。另一个用途是在生物学和环境采样规程中使用的含氟聚合物袋子。  

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