树脂成型体及其制备方法技术

一种用于制备树脂成型体的方法，包括步骤：层压一种能透射作为热源的激光束（１３）的透射树脂部件（２）和一种能吸收该激光束（１３）的吸收树脂部件（３）；和在该透射树脂部件（２）和该吸收树脂部件（３）之间的界面上，从该透射树脂部件（２）表面辐射该激光束（１３），使得在该界面上形成一个焊接点（４），且将该透射树脂部件（２）和该吸收树脂部件（３）焊接。该激光束（１３）在该界面上通过一个均化器（２０、２１）被均一地辐射，使得该焊接点（４）的中心部分（４０）和该焊接点（４）的外部部分（４１）通过该激光束（１３）均一地被加热。

【技术实现步骤摘要】
树脂成型体及其制备方法专利
本专利技术涉及一种通过使用激光束的焊接制备的树脂成型体，和用于制备相同材料的方法。专利技术背景激光束焊接方法适用于树脂部件之间的粘结。该方法例如公开于日本专利申请出版物No.2001-105500、No.2001-71384和No.S60-214931(其对应于美国专利US4,636,609)中。图8A和8B为解释一种用于通过传统激光束焊接方法制备树脂成型体的方法的示意图。图8B为沿扫描方法的横截面图。在该激光束焊接方法中，首先，层压该第一树脂部件101和该第二树脂部件102。该第一树脂部件101能够透射激光束100。该第二树脂部件能够吸收该激光束100。其次，该激光束100从第一树脂部件侧被辐射。该辐射激光束100透过该第一树脂部件101，并到达第一树脂部件101和第二树脂部件102之间的粘结表面(即界面)。该第二树脂部件102吸收该激光束100的能量。该第二树脂部件通过该吸收的能量被加热和熔融。在第二树脂部件102中产生的热量传导到第一树脂部件101。该第一树脂部件101通过该传导的热量也被熔融。这样，在第一和第二树脂101、102之间的粘结表面上形成一个焊接点104。该激光束100在通过图8A中的轮廓箭头所示的方向上被扫描。因此，该焊接点104是线性联接的。从而，在焊接之后，在沿扫描轨迹上形成一个焊接的线性痕迹。通过使用该激光束焊接，由于该第一和第二树脂部件101、102在该焊接点104上相互扩散，因而获得坚固的粘结强度。因此，该激光束焊接方法被广泛地用于，例如制备一种树脂成型体如机动车辆的部件。但是，该激光束100在该焊接点104上的能量分布是不均一的。该激光束100的能量密度分布具备一种高斯分布，使得在该中心部分的能量密度变为最大，且随着向外侧延伸该能量密度变为更低。因此，当该焊接点104外部部分被加热升高到预定温度时，该焊接点104的中心部分变为过热。由此，树脂可能被热分解，使得该焊接点104的-->中心部分被汽化。进一步，由于在该中心部分的树脂熔融量大于在外部部分的熔融量，可能在冷却之后产生收缩。树脂的汽化和收缩的产生导致粘结强度降低。出于上述的问题，通过使用一种四面体用于改进该激光束的非均一能量分布的激光装置，公开于日本专利申请出版物No.H2-266918。该四面体由金属制备，且为一个圆柱形。该四面体的内表面由一个镜面形成。当该激光束进入到该四面体中，该激光束通过该镜面被多次反射。由于该多次反射，该激光束的非均一能量分布得到改进。但是，当该四面体被安装在该激光装置上时，装置成本变为更大。这样，该树脂成型体的制造成本也变为更高。
技术实现思路
出于上述的问题，本专利技术的一个目的是，提供一种用于制造树脂成型体的方法，该方法提供用于改进焊接点的非均一能量分布。进一步，本专利技术的另一个目的是，提供一种具备坚固粘结强度的树脂成型体。一种用于制造树脂成型体的方法，包括步骤：层压一种能透射作为热源的激光束的透射树脂部件和一种能吸收该激光束的吸收树脂部件；并在该透射树脂部件和该吸收树脂部件之间的界面上，从该透射树脂部件表面辐射该激光束，使得在该界面上形成一个焊接点，并将该透射树脂部件和该吸收树脂部件焊接。该激光束在该界面上通过一个均化器被均一地辐射，使得该焊接点的中心部分和该焊接点的外部部分通过该激光束均一地加热。该上述的方法提供用于改进该焊接点的非均一能量分布，使得该树脂成型体具备高粘结强度。在该树脂成型体中，没有形成汽化部分树脂和收缩。优选地，该均化器为一个位于该透射树脂部件表面上的凸镜。该凸镜增加了一部分将被在该透射树脂部件表面辐射的激光束的到达距离，该部分到达该焊接点的中心部分，使得该部分的到达距离大于该激光束另外部分的另外到达距离，另外部分到达该焊接点的外部部分。更优选地，该激光束在辐射步骤中在该凸镜中心上被辐射，使得该激光束通过该透射树脂部件在该界面上被辐射。进一步更优选地，该方法进一步包括在一个扫描方向上扫描该激光束的步骤，使得该透-->射树脂部件和该吸收树脂部件线性地粘结。该凸镜在平行于该激光束扫描方向上延伸，且该凸镜具有在垂直于该扫描方向的方向上的宽度。该激光束具有一个束直径，其大于该凸镜的宽度。进一步更优选地，该透射树脂部件和该吸收树脂部件在辐射步骤中在一点上焊接。该凸镜为一个具备直径的环状截锥形。该激光束具有一个束直径，其大于该凸镜的直径。优选地，该均化器为一个位于该透射树脂部件表面上的凹镜。该凹镜反射将在该透射树脂部件表面上被辐射的激光束，使得至少一部分到达该焊接点中心部分的激光束组份，到达该焊接点的外部部分。优选地，该均化器为一种放置在激光装置中的激光束调节工具，其辐射该激光束。该激光束调节工具优先地辐射在该焊接点外部部分上的激光束。更优选地，该激光束调节工具是一个激光束分解工具，用于将一个单激光束分解为多个组份。进一步更优选地，该激光束的多个组份具有一个中心，其与该焊接点的中心部分保持一致。该激光束通过该透射树脂部件在该界面上被辐射。进一步更优选地，该方法进一步包括在一个扫描方向上扫描该激光束的步骤，使得该透射树脂部件和该吸收树脂部件线性地粘结。该焊接点在平行于该激光束扫描方向上延伸，且该焊接点具有在垂直于该扫描方向的方向上的宽度。该激光束具有一个束距离，其几乎等于该焊接点的宽度。进一步更优选地，该透射树脂部件和该吸收树脂部件在辐射步骤中在一点上焊接。该焊接点具有一个直径。该激光束具有一个束直径，其几乎等于该焊接点的直径。进一步，一种树脂成型体包括：一种能透射作为热源的激光束的透射树脂部件；和一种能吸收该激光束的吸收树脂部件。该透射树脂部件包括一个放置在该透射树脂部件表面上的且对应于该透射树脂和该吸收树脂之间的粘结部分的凸镜。该树脂成型体具备高粘结强度。该树脂成型体没有汽化部分的树脂和收缩。优选地，在通过该激光束粘结该透射树脂部件和该吸收树脂部件的情形下，该凸镜能够均化激光束。更优选地，该凸镜能够增加将在该透射树脂部件表面上被辐射的激光束部分的到达距离，该部分到达-->该粘结部分的中心部分，使得该部分的到达距离变得大于该激光束另一部分的另一到达距离，另一部分到达该粘结部分的外部部分。进一步更优选地，该粘结部分在一个粘结方向上延伸，且具有一个在垂直于该粘结方向的方向上的宽度。该凸镜在平行于该粘结方向上延伸，且该凸镜具备一个在垂直于该粘结方向的方向上的宽度，其小于该粘结部分的宽度。进一步，一种树脂成型体包括：一种能透射作为热源的激光束的透射树脂部件；和一种能吸收该激光束的吸收树脂部件。该透射树脂部件包括一个放置在该透射树脂部件表面上的且对应于该透射树脂和该吸收树脂之间的粘结部分的凹镜。该树脂成型体具备高粘结强度。该树脂成型体没有汽化部分的树脂和收缩。附图详细说明本专利技术的上述和其它目的、特征和优点，从通过参考该附图提出的随后详细说明中，将变得更显然。图1为一个显示在一种用于制备树脂成型体的方法中使用的激光装置的示意图，依据本专利技术的第一种实施方式；图2A为一个解释一种扫描焊接方法的透视图，和图2B为一个显示在沿图2A中的直线IIB-IIB取出的树脂成型体的横截面图，依据该第一种实施方式；图3A为一个解释一种扫描焊接方法的透视图，和图3B为一个显示在沿图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造树脂成型体的方法，该方法包括步骤：层压一种能透射作为热源的激光束（１３）的透射树脂部件（２）和一种能吸收该激光束（１３）的吸收树脂部件（３）；和在该透射树脂部件（２）和该吸收树脂部件（３）之间的界面上，从该透射树 脂部件（２）表面辐射该激光束（１３），使得在该界面上形成一个焊接点（４），且将该透射树脂部件（２）和该吸收树脂部件（３）焊接，其中，该激光束（１３）在该界面上通过一个均化器（２０、２１）被均一地辐射，使得该焊接点（４）的中心部分（４ ０）和该焊接点（４）的外部部分（４１）通过该激光束（１３）均一地被加热。

【技术特征摘要】
JP 2003-10-14 354236/031.一种用于制造树脂成型体的方法，该方法包括步骤：层压一种能透射作为热源的激光束(13)的透射树脂部件(2)和一种能吸收该激光束(13)的吸收树脂部件(3)；和在该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)之间的界面上，从该透射树脂部件(2)表面辐射该激光束(13)，使得在该界面上形成一个焊接点(4)，且将该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)焊接，其中，该激光束(13)在该界面上通过一个均化器(20、21)被均一地辐射，使得该焊接点(4)的中心部分(40)和该焊接点(4)的外部部分(41)通过该激光束(13)均一地被加热。2.如权利要求1所述的方法，其中，该均化器(20)为一个放置在该透射树脂部件(2)表面上的凸镜(20)，和其中，该凸镜(20)增加了一部分将在该透射树脂部件(2)表面被辐射的激光束(13)的到达距离(L1)，该部分到达该焊接点(4)的中心部分(40)，使得该部分的到达距离(L1)大于该激光束(13)另外部分的另外到达距离(L2、L3)，另外部分到达该焊接点(4)的外部部分(41)。3.如权利要求2所述的方法，其中，该激光束(13)在该辐射步骤中在该凸镜(20)中心处被辐射，使得该激光束(13)通过该透射树脂部件(2)在该界面上被辐射。4.如权利要求3所述的方法，进一步包括步骤：在一个扫描方向上扫描该激光束(13)，使得该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)线性地粘结，其中，该凸镜(20)在平行于该激光束(13)的扫描方向上延伸，且该凸镜(20)具有在垂直于该扫描方向的方向上的宽度，和其中，该激光束(13)具有一个束直径，其大于该凸镜(20)的宽度。5.如权利要求3所述的方法，其中，该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)在辐射步骤中在一个点上焊接，其中，该凸镜(20)为一个具备一个直径的环状截锥形，和其中，该激光束(13)具有一个束直径，其大于该凸镜(20)的直径。6.如权利要求1所述的方法，其中，该均化器(21)为一个放置在该透射树脂部件(2)表面上的凹镜(21)，和其中，该凹镜(21)反射将在该透射树脂部件(2)表面上被辐射的激光束(13)，使得至少一部分到达该焊接点(4)的中心部分(40)的激光束(13)部分，到达该焊接点(4)的外部部分(41)。7.  如权利要求6所述的方法，其中，该激光束(13)在该辐射步骤中在该凹镜(21)中心处被辐射，使得该激光束(13)通过该透射树脂部件(2)在该界面上被辐射。8.如权利要求7所述的方法，进一步包括步骤：在一个扫描方向上扫描该激光束(13)，使得该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)线性地粘结，其中，该凹镜(21)在平行于该激光束(13)的扫描方向上延伸，且该凹镜(21)具有在垂直于该扫描方向的方向上的宽度，和其中，该激光束(13)具有一个束直径，其大于该凹镜(21)的宽度。9.如权利要求7所述的方法，其中，该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)在辐射步骤中在一个点上焊接，其中，该凹镜(21)为一个具备一个直径的环状截锥形，和其中，该激光束(13)具有一个束直径，其大于该凹镜(21)的直径。10.如权利要求1所述的方法，其中，该均化器为一种放置在激光装置(1)中的激光束调节工具，所述激光装置辐射该激光束(13)，和其中，该激光束调节工具优先地在该焊接点(4)外部部分(41)上辐射该激光束(13)。11.如权利要求10所述的方法，其中，该激光束调节工具是一个激光束分解工具，用于将一个单激光束(13)分解为多个部分(130)。12.如权利要求11所述的方法，其中，该激光束(13)的多个部分(130)具有一个中心，其与该焊接点(4)的中心部分(40)对准，和其中，该激光束(13)通过该透射树脂部件(2)在该界面上被辐射。13.如权利要求12所述的方法，进一步包括步骤：在一个扫描方向上扫描该激光束(13)，使得该透射树脂部件(2)和该吸收树脂部件(3)线性地粘结，其中，该焊接点(4)在平行于该激光束(13)的扫描方向上延伸，且该焊接点(4)具有在垂直于该扫描方向的方向上的宽度，和其中，该激光束(13)具有一个束距离，其几乎等于该焊接点(4)的宽度。14.如权利要求12所述的方法，其中，该透射树脂部件(2)和该吸收...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边达也，祝洋三，河本保典，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：JP[日本]