科创中国

高新技术改造传统产业,先进制造技术

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。

本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点： 1.本发明方法结合注射成形和激光塑料焊接技术的优势，通过先分层成形然后焊接的方式实现了各类大型超厚透明制件的制造，克服了传统注射成形制件厚度的限制，为厚壁透明塑料件，特别是非平板件的制造提供了可行性强的方法。 2.本发明方法从各层制件的中间层接触面开始由内而外对称焊接，可控制接触面焊接热影响区，保证制件上下累积热量对称，有利于降低制件翘曲值，可稳定高效成形大型超厚透明制件。 3.本发明方法通过对厚壁制件进行退火，并控制退火温度以免导致制件变形，在退火结束时空冷至室温后取出，可以降低透明制件翘曲值及内部残余应力。 4.本发明方法通过透明石英玻璃预压制件，透明石英玻璃一方面利于激光穿透，另一方面利于散热；并在焊接前预热制件，可有效降低激光功率、减低热影响区影响，改善制件接触面光学与力学性能。 5.本发明方法采用激光三维扫描聚焦塑料焊接技术，在焊接过程中无需中间层添加剂，通过对特定波长激光的穿透和吸收特性即可实现，且激光焊接热影响区温度较高，可焊接异种材料，为制件提供多方面结合的优秀性能。

周华民：1974年7月生，湖南永州人。华中科技大学教授，教育部长江学者特聘教授，国家杰出青年科学基金获得者，中国青年科技奖获得者。1992-1996年华中理工大学本科（锻压专业），1996-2001年华中科技大学直攻博（材料加工工程专业），获博士学位；2001-2003年华中科技大学机械工程博士后；2004年晋升教授，2005年获聘博士生导师；2007-2008年美国Wisconsin大学高级研究学者；2015年澳大利亚悉尼大学访问学者 其他成员：;周晓伟;张云;郭飞;邓天正雄;黄志高