Soudage laser des matières plastiques : conseil, essais en laboratoire, petites séries

Pour assembler deux pièces en plastique, il existe différentes méthodes d'assemblage, allant de l'assemblage mécanique (par exemple les vis) au collage et au soudage. Elles présentent toutes des avantages et des inconvénients spécifiques, ainsi que des règles de conception qui doivent être prises en compte lors de la conception du composant.

Dans le domaine du soudage laser des matières plastiques, ProByLas propose non seulement des machines, mais aussi une assistance à la conception des produits. Notre laboratoire d'application permet également de souder les premiers prototypes et de fabriquer de petites séries.
Une telle consultation est particulièrement utile dans le cadre d'un projet de développement, notamment lorsqu'il s'agit d'une première conception pour le soudage au laser sans expérience spécifique. Le client a ainsi la certitude que la technique fonctionne pour son composant avant d'investir dans une machine.

Sélection du type de processus

Il existe différents types de processus pour le soudage des matières plastiques (voir illustration Types de processus) qui sont plus ou moins adaptés en fonction des pièces et des exigences requises.

Conception du cordon de soudure

Dans le cordon de soudure, les deux composants doivent être posés à plat l'un sur l'autre et le composant supérieur ne doit pas dévier le faisceau laser vers le cordon de soudure (voir illustration « Règles de conception et interdits »).

Sélection des matières plastiques

Il est préférable que les plastiques des deux composants soient du même type de polymère, afin qu'ils puissent fondre à une température similaire et se mélanger. Si les types de polymères sont différents, ils doivent au moins être suffisamment similaires sur le plan chimique pour pouvoir se mélanger à l'état fondu (voir l'image « Matrice de compatibilité »).

Coloration transparente au laser et absorbant le laser

Pour que l'énergie du rayon laser soit convertie en chaleur au niveau de la surface de contact des deux composants, le composant supérieur doit être suffisamment transparent au laser et le composant inférieur doit absorber le laser.

Sélection du type de laser et de la longueur d'onde

Dans le soudage laser classique avec un composant transparent au laser et un composant absorbant le laser, on utilise généralement un laser à diode couplé à une fibre d'une longueur d'onde de 980 nm. Si le composant nécessite des soudures très fines, on passe à un laser à fibre (longueur d'onde 1070 nm).
En revanche, si deux composants transparents incolores doivent être assemblés sans colorant supplémentaire, la longueur d'onde du laser doit être décalée vers 1700-2000 nm, où la grande majorité des polymères absorbent facilement la lumière laser (plus de détails dans un article séparé sur la plateforme du salon).

Conception du dispositif de fixation et de l'outil de serrage

Pendant le processus de soudage, les deux composants doivent être pressés l'un contre l'autre afin d'assurer la conduction thermique du composant inférieur vers le composant supérieur et de permettre aux masses fondues de se mélanger. Le composant inférieur est aligné à l'aide d'un support et soutenu sous le cordon de soudure. Une plaque de verre ou un outil de serrage spécialement adapté appuie sur le composant supérieur et assure le contact avec le composant inférieur. 

Soudage d'échantillons de matériaux

Si la compatibilité des plastiques sélectionnés ou leur coloration doivent d'abord être testées, nous pouvons réaliser et évaluer les premiers tests de faisabilité sur des échantillons de matériaux dans notre laboratoire d'application.

Soudage de prototypes

Grâce à une conception qui tient compte des points susmentionnés, les pièces prototypes peuvent être soudées dans le laboratoire d'application et les paramètres du processus optimisés.
Les échantillons peuvent être testés et analysés chez ProByLas ou chez le client final afin de vérifier qu'ils remplissent la fonction souhaitée.

Soudage de petites séries

Dans le laboratoire d'application de ProByLas, il est également possible de souder de petites séries de composants afin de réaliser des tests approfondis chez le client ou au début du lancement d'un produit, jusqu'à ce que celui-ci dispose de sa propre machine. 

Concept de production et choix des machines

En fonction des quantités souhaitées, du concept de production et des exigences en matière de données de processus pour le contrôle qualité, différents types de processus et configurations de machines sont les plus adaptés.

Location de machines

Pour optimiser les processus chez le client lui-même ou démarrer la production, ProByLas propose également la location de machines avant que le client n'investisse dans sa propre machine.