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レーザー樹脂溶着技術のご紹介

レーザー樹脂溶着技術

プラスチック接合の基礎からレーザー樹脂溶着ノウハウまで、レーザー溶着に必要な情報を分かりやすくご説明いたします。
接着剤や熱板溶着、超音波溶着など従来工法で樹脂・プラスチック接合をご使用・ご検討中の方、既存溶着・接合設備の置き換えをご検討中の方、必見です。

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レーザー樹脂溶着技術のご紹介

電話番号(携帯OK)0120-394-205 FAX 0120-336-394 受付時間:9:00~17:00(12:00~13:00・弊社休業日除く)

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樹脂の接合とは

樹脂(プラスチック)を接合するには、レーザー溶着や接着剤、超音波溶着、熱板溶着など、さまざまな方法があります。
ここでは一般的な樹脂の接合方法の種類と、それぞれの接合方法のメリット/デメリットをご紹介いたします。

一般的な樹脂の接合方法

ネジ止め

ネジ止め

ネジの締結力にて接合する工法。樹脂の形状や材質に関わらず接合が可能です。気密性を得るためにはパッキンなどのシール材が必要でコストがかかる傾向があります。

接着剤

接着剤

接着剤を介して、機械的/化学的/物理的に樹脂を接合する工法です。「ディスペンサ」にて塗布します。
塗布量安定のため、粘度やエア圧制御が重要。溶剤管理も含めランニングコストがかかります。

熱板溶着

熱板溶着

加熱した鉄板を被着物にあてて溶かし、冷え固まって樹脂を接合する工法。装置はシンプルですが大きくなります。
小型部品は不得意な傾向です。

超音波溶着

超音波溶着

被着物にホーンで超音波振動を与え、被着物の境界面に発生する摩擦熱で溶融させて樹脂を接合する工法。形状の工夫にて気密性も得やすいですが、内部の部品が振動ダメージを受ける場合もあります。

レーザー溶着

レーザー溶着

レーザー溶着とは、レーザー光を照射し、被着物の境界面で熱を発生させて樹脂を溶着する「接合工法」です。
接着剤などを使わず、樹脂同士をレーザー光にて溶融させてから接合する工法です。
透過側(上側)の樹脂材料がレーザー光を透過し、吸収側(下側)の樹脂材料がレーザー光を吸収することが重要です。

 

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プラスチック接合 工法ごとのメリット/デメリット

工法の種類 概要 メリット デメリット
ネジ止め 機械的接合。被着材同士をネジやボルトで物理的に接合する工法。「スナップフィット(パッチン構造)」や「かしめ」も機械的接合の一種。 被着物の材質や形状を選ばない。
  • ネジのコスト
  • 製品の小型化困難
  • 気密性を確保するにはパッキンが必要
接着剤 接着剤接合。被着材同士の境界面に接着剤を塗布し「機械的」「化学的」「物理的」に接合する工法。 装置が安い
  • ランニングコストがかかる
  • 接着剤の管理が煩雑
    → 塗布量、粘度(温度)、作業環境(有機溶剤対策)
  • 硬化時間が必要
    → サイクルタイムが長い
  • 気密性が得にくい(経年劣化)
熱板溶着 熱接合。加熱した鉄板を被着材にあてて溶かし、冷え固まって接合する工法。
食品包装のヒートシールも熱接合の一種。
  • 治具を作れば大物/立体物にも対応
  • 装置がシンプル
  • 騒音が出ない
  • 気密性が得やすい
  • サイクルタイムが遅い
  • バリが出る、糸引き対策が必要
  • 装置が大型
  • 装置の消費電力が多い
超音波溶着・
振動溶着
波動接合。被着物に振動を与え、被着物の境界面に発生する摩擦熱で溶融させて接合する工法。
  • サイクルタイムが早い
  • 消費電力が少ない
  • 気密性を得やすい
    (ただし、形状に工夫必要)
  • 振動による内部部品へのダメージ
  • 品種ごとに型(ホーン)が必要で型が高い
  • バリ/粉塵が出やすい
    → 製品内部にバリ(異物)落下の危険性
  • 溶着幅が必要なので薄肉ケースには不向き
  • 騒音が出る
レーザー溶着 波動接合。被着物に吸収されたレーザー光が熱エネルギーに変換され溶融させて接合する工法。
  • 振動による内部部品へのダメージはゼロ
  • 装置のランニングコストが安い
  • 局所加熱なため、製品への熱ダメージが少ない
  • 型が不要
  • バリ/粉塵が出にくい
  • 狭い接合幅でも気密性が得やすい
  • 材料に工夫が必要(透過材と吸収材)
  • 新しい工法なのでノウハウが一般化していない
  • 一般的にはレーザー装置が高い

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