[发明专利]一种顺序焊接制造厚壁透明塑料制件的方法

说明书

本发明属于塑料焊接技术领域，并具体公开了一种顺序焊接制造厚壁透明塑料制件的方法，其包括如下步骤：首先将厚壁透明塑料待制件分层为数层，通过注射成形分别得到各层制件，将各层制件依次固定在一起并进行预压；然后对各层制件的中间层接触面进行激光焊接，再从靠近中间层接触面的两侧接触面开始依次向外侧接触面进行激光焊接，直至完成对各层制件所有接触面的焊接，从而得到厚壁透明塑料制件。本发明方法结合了注射成形和激光塑料焊接技术的优势，通过先分层成形再焊接的方式实现了各类厚壁透明塑料制件的制造，克服了传统注射成形对制件厚度的限制，为厚壁透明塑料件，特别是非平板件的制造提供了可行方法。

技术领域

本发明属于塑料焊接技术领域，更具体地，涉及一种顺序焊接制造厚壁透明塑料制件的方法。

背景技术

随着制造业的发展，塑料透明件特别是厚壁塑料透明件在各个行业中得到越来越广泛的应用，透明塑料件以PC和PMMA材料最为常见。在传统注塑成型中，超过10mm的塑料制品称为厚壁制件，收缩、真空泡、凹坑和熔接痕等缺陷是厚壁注塑件中存在的主要问题。

嵌件注射成形是制造厚壁塑料制件常用的方法，其通过异种材料叠加成形，制件可具有多重优异性能；但该工艺复杂、模具成本高、制件翘曲值大、残余应力高。

激光焊接技术是借助激光束产生的热量使塑料接触面熔化，进而将热塑性片材、薄膜或模塑零部件粘结在一起的技术，传统意义的焊接上层为激光穿透材料，下层为吸收激光材料。现有的透明塑料焊接及多层塑料焊接方法主要如下：专利CN201810278796透明塑料焊接方法，提供了一种采用特定波长焊接相同透明材料的方法，将两层透明塑料叠放加压，波长为1700-2000nm聚焦至接合面，完成焊接；专利CN201611247943多层塑料的多波长激光焊接方法，提供了一种将多波长合束，借助于多层塑料波长吸收的选择性，实现多层塑料同时熔合；专利CN201811276328激光焊接塑料的方法及塑料制品，提供了激光焊接塑料的方法，通过波长为1940nm的中红外掺铥光纤激光器以及振镜，以及导热盖板完成激光焊接；专利CN201810739523一种多层塑料片材的超声波焊接方法，提供了一种采用超声波进行多层塑料的熔接技术。但以上这些现有技术只提供了透明塑料层间焊接的激光或超声波焊接方法，并不适用于厚壁塑料制件及非平板件的焊接。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种顺序焊接制造厚壁透明塑料制件的方法及装置，其目的在于，将厚壁待制件分层为数层，通过注射成形分别得到各层制件，然后将各层制件从内向外进行激光焊接从而得到厚壁制件，克服了传统注射成形制件厚度的限制，为厚壁透明塑料件及非平板件制造提供了可行性强的方法。

为实现上述目的，本发明提出了一种顺序焊接制造厚壁透明塑料制件的方法，包括如下步骤：

S1将厚壁透明塑料待制件分层为数层，通过注射成形分别得到各层制件，将各层制件依次固定在一起并进行预压；

S2对各层制件的中间层接触面进行激光焊接，然后从靠近中间层接触面的两侧接触面开始依次向外侧接触面进行激光焊接，直至完成对各层制件所有接触面的焊接，从而得到厚壁透明塑料制件。

作为进一步优选的，还包括如下步骤：S3在比厚壁透明塑料制件材料热变形温度低25～35℃的温度下对厚壁透明塑料制件进行退火处理，完成厚壁透明塑料制件的制造。

作为进一步优选的，所述S1中优选将厚壁透明塑料待制件分层为偶数层。

作为进一步优选的，所述各层制件中每层的厚度为8～18mm。

作为进一步优选的，所述S1中采用透明石英玻璃对固定在一起的各层制件进行预压。

作为进一步优选的，所述S1中预压压力为20～500N。

作为进一步优选的，所述S1中完成预压后预热各层制件至60～120℃。