YAGレーザを用いたプラスチックの金型レス精密成形加工に関する研究

YAG激光塑料无模精密成型研究

基本信息

批准号：
12750098
负责人：
岡本康寛
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

YAGレーザにより金型を用いないでプラスチックを所望の形状に成形する加工法について検討し,以下のような所見が得られた.1.アクリル樹脂,ポリカーボネートおよび高密度ポリエチレンの3種のプラスチックでは,熱膨張係数の最も大きい高密度ポリエチレンが最大の変形量を示した.2.曲げの進行は,レーザ光照射終了後の冷却過程において急激に起こる.3.曲げ角は,試料上でのエネルギー密度がある一定値で最大となる.4.同等のエネルギー密度であっても,送り速度によって変形形態が異なる.送り速度が大きいときよりも小さいときのほうが安定して加工が進行する.そのため精密な変形のコントロールを行うには,送り速度を適切な値に設定してレーザ出力の小さい条件で加工を行うことが望ましい.5.レーザ光照射条件を適正に設定することにより,厚さの異なる試料に対しても90°まで変形させることが可能である.6.試料厚さの増大にともない,最大曲げ角が得られる最適レーザ出力も増加する.7.試料厚さが小さい場合,レーザ光走査中に照射開始側から変形が進行する.一方,試料が厚い場合には,照射終了時に一斉に変形する.8.試料にレーザ光が照射されるにしたがって,照射部における試料表面の押し込み硬さは増大する.これにより試料が薄い場合には変形が安定し,走査1回あたりの変形量が増大する.9.変形時に発生する力はレーザ光走査回数には関係なく,ほぼ一定である.10.スポット照射で照射時間を制御することにより,レーザ光照射側の試料表面に高さ数十〜数百μmの突起を作製可能である.11.プラスチックにおいては吸収体を塗布した面でレーザ光が吸収されることで熱が発生することから,一方向からのレーザ光照射で上下に曲がる方向を制御できる.12.吸収体の塗布やレーザ光の走査方法を工夫することによって様々な形状の創成が可能である.

我们研究了一种使用YAG激光器不使用模具将塑料模制成所需形状的方法，并找到了以下发现。1。在三种类型的塑料中，丙烯酸树脂，聚碳酸酯和高密度聚乙烯，发现最高的热膨胀系数的变形量最大。2。在激光光照射完成后冷却过程中，弯曲的进展迅速发生。3。弯曲角在样品上具有一定的恒定值。4。即使具有相同的能量密度，变形形式也取决于进料速率。当进料速率小于进料速率时，处理的过程更稳定。因此，为了控制精确的变形，希望将进料速率设置为适当的值并在小型激光输出条件下执行处理。5。通过正确设置激光照射条件，即使对于厚度不同的样品，也可以将其变形至90°。6。随着增加的增长，达到最大弯曲角的最佳激光输出也增加了7。当样品厚度较小时，变形从激光扫描过程中的辐照启动一侧进行。另一方面，当样品厚时，在辐照结束时同时变形。8。当样品被激光光照射时，辐照部分样品表面的硬度增加。当样品薄时，这会导致稳定的变形，并且每扫描的变形量增加。9。变形过程中产生的力是激光扫描。无论次数多数，它几乎都是恒定的。10。通过控制点辐照的辐照时间，可以在激光光照射方面的样品表面上进行几十至几百μm的突起。11。在塑料中，当激光光被吸收在吸收仪覆盖的表面上时会产生热，因此当从一个方向辐射激光时，可以控制弯曲的方向。12。通过设计吸收器的应用和扫描激光光的方法，可以创建各种形状。