Resumen de Dispositivo de diodos láser para microsoldadura de termoplásticos: : estudio, diseño y desarrollo de un prototipo industrial = A diode laser system for welding thermoplastics : study, design and development of an industrial prototype
- español
El objetivo general de este trabajo es el desarrollo de un prototipo láser de diodos orientado a la microsoldadura de termoplásticos. El tipo de láser objeto de este desarrollo ha sido elegido en base a los requerimientos de la aplicación y de la industria. La metodología seguida fue la siguiente:
? Caracterización experimental de las fuentes de radiación atendiendo al estado de polarización, potencia y calidad del haz.
? Modelado óptico de las fuentes y del sistema óptico de conformado de haz mediante el software comercial ZEMAX®.
? Desarrollo experimental del prototipo y validación de los resultados proporcionados por el modelo.
? Integración del prototipo láser en máquina.
En lo relativo a la aplicación, el termoplástico considerado ha sido ABS (Acrylonitrile/Butadiene/Styrene). El proceso de soldadura fue llevado a cabo entre dos láminas de ABS: una de ellas sin aditivos, transparente a la radiación láser utilizada, y la otra con aditivos absorbentes de dicha radiación (nanotubos de carbono). El estudio de dicho proceso fue llevado a cabo mediante:
? La caracterización de materiales desde un punto de vista térmico, óptico y mecánico.
? Estudio de la calidad de las microsoldaduras a través del análisis de la influencia de los parámetros ligados al proceso y propiedades físico-químicas de los materiales sobre la integridad y resistencia mecánica de las microsoldaduras.
- English
The aim of this study is to develop a diode laser system for welding of thermoplastics. The sort of laser was selected based on the application and the industry requirements. The methodology used was as follows:
? Experimental characterization of the laser sources: polarization state, power level and laser beam quality.
? Optical modelling (by software ZEMAX®) of the laser sources and the beam shaping system.
? Experimental development and validation of the results obtained from the modelling.
? Integration of the laser prototype into the machine.
Concerning the application, the considered thermoplastics was ABS (Acrylonitrile/Butadiene/Btyrene). The welding process involved two types of ABS plates: the first one is a natural ABS, transparent to the considered laser radiation, and the second one is an infrared radiation absorbent ABS, where carbon nanotubes were used as absorber. With the purpose to analyze the laser weldability of ABS:
? Thermal, optical and mechanical characterizations of the thermoplastics were assessed.
? The influence of process parameters and physico-chemical properties of the materials on the integrity and mechanical resistance of the welds was carried by microscopic characterization and mechanical shear tests respectively.
