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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接合・プラスチック溶着をご使用・ご検討中の方、既存の超音波溶着機などの溶着機・樹脂接合設備・レーザー溶接機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)

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。


レーザー樹脂溶着の原理

レーザ溶着の原理

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。


大原則として…

樹脂の『透過材側はレーザー光を十分に透過』し、『吸収材側はレーザー光を十分に吸収』する必要があります。

 

【動画】樹脂溶着工程の状況

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。

 

レーザー樹脂溶着のポイント(透過性)

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PBT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
黒樹脂同士の溶着サンプル

 

PBT樹脂の黒-黒溶着詳細は、パナソニック レーザ溶着対応 PBT樹脂成形材料へ

意匠性を高めた「ブラックタイプ」 レーザ溶着対応PBT樹脂成形材料 従来の白-黒溶着だけでなく、黒-黒溶着可能に MBS series

 

PBT樹脂以外の黒-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

PBT樹脂以外の黒-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。

構造 結晶性樹脂 非結晶性樹脂
レーザー透過率
構造違いでの溶着性 × ×
材質違いでの溶着性 ×
樹脂の種類 PP
PE
PBT
PA(ナイロン)
POM
PET
PPS
ABS
PMMA(アクリル)
PC
PPE
PES
COP

※当社調べ


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樹脂材料のレーザー溶着適合性

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。

・透過側樹脂はナチュラル材 ・吸収側樹脂は黒着色(カーボンブラック)

  PP POM PBT PA6 PA66 PES PSU ABS ASA SAN MABS PPS PC PMMA PEEK AS COP PET
PP  
POM ×  
PBT × ×  
PA6 × × ×  
PA66 × × ×  
PES × × × ×  
PSU × × × × ×  
ABS × × × × × ×  
ASA × × × × × × ×  
SAN × × × × × × × × ×  
MABS × × × × × × × × × ×  
PPS  
PC × ×  
PMMA  
PEEK  
AS  
COP × ×  
PET

※2015年4月現在、当社調べ

× 不適
未確認
  実機で確認済み

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ガルバノスキャニング式レーザー加工機(レーザー溶着機) VL-W1シリーズ

ガルバノスキャニング方式レーザー加工機 VL-W1シリーズ

主な特長

  • ガルバノスキャニング方式の採用
    レーザー加工装置の小型化・簡素化を実現
  • ファイバレーザー搭載
    安定した品質で樹脂のレーザー溶接が可能
  • 高性能パワーモニタ内蔵
    品質に対する安心機能
  • 専用ソフト内蔵
    初めてでも簡単操作

ガルバノスキャニング方式レーザー加工機(レーザー溶着機) VL-W1シリーズ 詳しい商品情報はこちら

レーザー溶着ラボのご紹介

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。

レーザー溶着ラボの室内風景

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。
専門の技術スタッフが評価実験をサポート レーザー溶着ラボのご紹介はこちら

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