對於注塑成型的塑膠部件，鐳射透射焊接已經是一種成熟的工業連線工藝。然而，對於來自3D印表機的元件，連線還不起作用，因為3D列印元件中的空腔和邊界層會阻止均勻焊接。這些空腔和邊界層對於每個元件都是獨立的，因為在增材製造中，沒有兩個元件是相同的。即使是同一系列的元件，也只是外觀相同；內部結構可以不同。
專家系統取代耗時的分析
為了讓中小型企業 （SME） 無需事先詳細分析每個元件，就可以使用鐳射焊接 3D列印的塑膠元件，IPH 和 LZH 科學家希望開發一個專家系統，並在此計算機程式中捆綁工藝知識。
在一個專案中，研究人員正在為此目的研究熔融沉積建模 （FDM）。在這種增材製造過程中，細細的熔融塑膠線逐層疊加。
3D列印的樣品元件：所謂的透射率，即透光率，取決於層厚和層取向
甚至在3D列印過程開始之前，專家系統就應該就哪種材料、哪種層厚度和哪種層方向最適合實現最高可能的傳輸提供建議——換句話說，就是鐳射束的最高可能滲透率。 由於這項初步工作，以後可以最佳地焊接列印的元件。
使用 AI 使流程適應元件
此外，科學家們希望開發一種方法來測量具有空間解析度的傳輸。這涉及確定單個元件的鐳射束在哪個點傳輸以及傳輸到什麼程度。然後，在專家系統的幫助下，這些資料將用於控制鐳射傳輸焊接過程。
如果鐳射束在某一點傳輸較少，則必須增加鐳射功率。如果元件在另一點的透光性更強，則較低的鐳射功率就足夠了。研究人員的目標是開發一種過程控制系統，該系統將鐳射功率作為傳輸的函式進行調整，從而產生均勻的焊縫——即使 3D列印部件不能均勻地傳輸鐳射束。
科學家們希望使用機器學習方法來處理資訊。該計劃是使用神經網路，一種使專家系統能夠學習的人工智慧。系統將學會獨立識別各種輸入變數和列印結果之間的相關性，從而預測預期的傳輸。
使用鐳射透射焊接連線塑膠
鐳射傳輸焊接可用於連線由熱塑性塑膠製成的部件 - 非接觸式、可自動化、無機械和低熱應力。兩個接合夥伴一個由透明塑膠製成，一個由不透明塑膠製成，用鐳射束相互焊接。鐳射束穿透透明的接合夥伴，一旦碰到不透明的塑膠，鐳射就會被吸收並轉化為熱能。結果，連線區域中的塑膠熔化，併產生焊縫。
IPH 和 LZH 正在與行業密切合作研究專案。伴隨該專案的委員會包括來自鐳射技術、增材製造和工廠工程領域的公司。歡迎其他公司參與該專案——涉及人工智慧或增材製造的公司尤其受追捧。
文章來源：賢集網