2μm激光器在细胞培养板的焊接应用

塑料是一种延展性良好的高分子有机化合物，具有加工性好、强度高、质量轻、成本低、节能环保、耐腐蚀性好、使用寿命长等优点，在食品、汽车、航天航空、医疗、3C、农业等行业得到广泛应用。传统工业有各种各样的焊接方式，如热板焊接、摩擦焊接、超声波焊接等，这些焊接方式在过去的塑料工业发展中起到了重要作用，但是随着工业制造技术要求的不断提高，生产中的零件更加精密、灵敏、小巧、形状复杂，以及出于绿色环保需求，传统焊接方式难以完全满足现代化工业的需求。

96孔细胞培养板

激光焊接塑料的原理：

两种塑料在外部压力下被夹紧在一起，激光器产生的光束聚焦于待焊接区域，形成热作用区，吸收激光能量的塑料将光能转化为热能，在塑料的接触面熔化，形成熔化区，在夹紧力的作用下，熔化区域产生分子间的混合，冷却后形成焊缝，实现透射激光塑料焊接。

激光焊接塑料的优点：

1.无振动、超声波等物理危害，可用于高精度元器件焊接

2.非接触式焊接, 不容易造成表面损伤、变形

3.不需要额外添加材料，无耗材，成本低

4.焊接速度快、焊缝强度高、无残渣

5.激光束大小可调,可以控制热影响区和融合区的大小

6.焊缝精密、牢固，不透气且不漏水，密封性能好 

7.设备体积小，操作简便，成本低，维护方便

掺铥光纤激光器的发射频谱范围为1.4μm-2μm，许多聚合物在这些波长范围内吸收率较高，采用掺铥光纤激光器不需要材料改性或其他红外吸收层来增强聚合物对激光的吸收。飞博于2013年研发出的2μm掺铥光纤激光器，中心波长1940nm、功率不稳定性＜2%，由于2μm的波长特性对于大多数塑料材料有较高的吸收率，因此被广泛应用于医疗、汽车、消费电子等各种塑料焊接。

2μm掺铥光纤激光器技术优势：

1.品质卓善：自主研发并臻选光栅等关键核心器件

2.技术过硬：固体激光器红外泵浦源

3.波段覆盖广：输出波长涵盖1940，1980等特殊波长

4.产品成熟：5W-200W，产品选择多样化

5.支持定制：结构紧凑，可定制5W-240W

6.集成灵活：尺寸适中，节省集成空间

7.优质焊接：自动化非接触式焊接，没有残渣

细胞培养板激光焊接工艺

细胞培养板依底部形状的不同可分为平底和圆底（U型和V型），培养孔的孔数有6、12、24、48、96、384、1536等，本次焊接测试为96孔的细胞培养板。在激光功率45W、摆动宽度1.2mm、螺旋间距0.1mm、摆动速度120mm/s工艺参数下，焊缝均匀一致、无气孔、无过烧等缺陷，焊缝撕开后母材残留，焊缝强度高。

样件焊接效果图

焊缝撕裂效果图（母材残留）

随着社会科技的快速发展，塑料的市场需求在逐步扩大，并且对于产品的性能要求也在提高，激光焊接作为一种新型的塑料焊接方式，正逐步替代传统焊接方式，应用前景广阔，未来可期！