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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のご紹介

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詳細に解説。溶着ラボにて評価実験にも対応しています。
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。

レーザー樹脂溶着技術のご相談はこちらで承ります。お気軽にお問い合わせください。

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】レーザー溶着機による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

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

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	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	－	○