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应用报道 Application Report

抗剪切试验。连
续玻璃纤维增强

感应器 感应器 PA6 与 不 锈 钢、
铝或低碳钢的材
料组合强度约为
图4：使用场集中器提高热效率的涡流引导的基本 25MPa。 断 裂 几
原理。
乎完全发生在复
合材料的基础材料中。当使用诸如碳纤维增强的聚芳醚酮
（PEKK）的更高强度的材料时，虽然部分纤维断裂，但
可以实现高达 30MPa 的强度。确定的强度在用粘合促进
剂连接或粘合的系统范围内。连接对交替气候负荷的耐受
性也得到了成功验证。
另一方面，如果考虑倾斜或头部张力的负荷极限，则
必须说明仍然需要研究。这是由粘合机制引起的，主要在
于具有少量粘合剂的形状配合。当考虑可实现的接合时间
时，可以确定感应加热和激光加热之间的显著差异。也就
是说，感应能够进行更有针对性的加热，因此例如低碳钢
图5：用于金属-热塑性材料连接的机器人引导点焊枪。
的上述标准化连接表面，加热时间需要 1~2 秒。在激光加
热的情况下，必须有 3~5 秒来加热透低碳钢，而不会局部 金属结合。该技术的特殊之处在于可以将塑料面板局部连
冒险熔化表面。 接到金属嵌件上，以用于例如厨具、灯具和其他消费产品。
多年来，研究机构和公司一直在开发和认证热直接 此外，较大的部件可以灵活地预固定到整体结构上或
连接。然而，批量生产中的工业应用仍然非常有限。其原 直接粘合。由于系统技术的紧凑设计，工具设计为可以使
因在于复杂的组件设计导致功能集成的混合设计。在正确 用传统的处理技术（例如工业机器人），因此 HPCI 技术
的地方选择正确的材料需要设计师的创新观点。塑料或 可以集成到复杂的装配链中（见图 6）。这是全面介入工
复合材料部件对金属部件的纯粹替代，一方面导致重量减 业制造的最佳前提。 █
轻，但是成本显著提高。尽管如此，该技术的某些应用领
域已经明确。例如，小批量生产中，注塑成型前的激光结 致谢
HPCI 是 Fraunhofer IWS 的注册商标。
构化用作底漆应用或塑料改性的替代技术。在热直接连接
中，业内旨在通过温度和介质稳定的
热塑性材料，制造外壳组件或连接元
件，以将它们连接到压铸铝。因此可
以省去用于螺纹连接的附加法兰以
及密封件。
此外，该技术已得到进一步
发展，因此也可以实现自动点状连
接。该技术被称为 HeatPressCool-
Integrative（HPCI），与传统的点焊
枪类似，将连接部件压在一起（见图
5）。围绕冲压头布置的环形电感器
加热连接区域。热塑性材料熔化并与 图6：使用HPCI技术固定局部硬化的复合结构。

44 JUNE 2019 工 业 激 光 应 用 INDUSTRIAL LASER APPLICATIONS CHINA