KR20090051680A - 수지재의 용착 방법 및 용착 장치 - Google Patents

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KR20090051680A
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신스케 아사다
타카후미 하라
세이조 후지모토
마사아키 타루야
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

과제
용착 후의 양 수지재의 치수 정밀도를 확보할 수 있고, 게다가 과잉한 레이저광 조사에 의한 접합 강도의 저하를 방지할 수 있는 수지재의 용착 방법 및 용착 장치를 제공한다.
해결 수단
레이저광(9)에 대해 투과성이 있는 수지재(1)와, 레이저광(9)에 대해 흡수성이 있는 수지재(2)를 겹침과 함께, 상기 레이저광 투과성의 수지재측(1)에서 레이저광(9)을 조사하여 상기 수지재끼리를 용착하는 방법에 있어서, 상기 레이저광(9)의 조사중에 있어서의 상기 양 수지재(1, 2)의 접근 속도의 저하에 의거하여, 상기 레이저광(9)의 조사를 종료시킨다.
용착 방법, 용착 장치, 수지재

Description

수지재의 용착 방법 및 용착 장치{WELDING METHOD AND WELDING APPARATUS FOR RESIN MEMBER}
본 발명은, 레이저광에 대해 투과성을 갖는 수지재와, 레이저광에 대해 흡수성을 갖는 수지재를, 레이저광을 이용하여 접합하는 용착 방법 및 용착 장치에 관한 것이다.
소정의 파장의 레이저광에 대해 투과성을 갖는 수지재와, 같은 파장의 레이저광에 대해 흡수성을 갖는 수지재를 겹쳐서, 레이저광 투과성의 수지재측에서 레이저광을 조사함으로써 양자를 용착하는 공법은, 특허 문헌 1 등에 나타나는 바와 같이 잘 알려져 있다.
본 공법의 원리를 간단하게 설명한다. 레이저광은 레이저광 투과성의 수지속을 거의 흡수되지 않고 통과하고, 레이저광 흡수성의 수지재의 표면 부근에서 흡수된다. 흡수된 레이저광의 에너지는 열로 변환되어, 레이저광 흡수성의 수지재의 표면을 가열한다. 레이저광 흡수성의 수지재의 표면과 접한 레이저광 투과성 부재의 수지의 표면 부근도, 열전달에 의해 가열된다. 그 결과, 레이저광 투과성의 수지재와 레이저광 흡수성의 수지재의 접촉면에서 용융층이 형성되고, 용착에 도달한다. 용착에서는, 레이저광 투과성의 수지재와 레이저광 흡수성의 수지재의 밀착성을 확보하기 위해, 겹친 방향으로 하중을 가하여, 용착면에서 가압한 상태로 레이저광의 조사를 행한다. 이 때문에, 용융층의 일부는 외부로 배척되고, 용착 후의 부재는 용착 전보다도 접근한다.
특허 문헌 1: 일본 특개2002-337236호 공보
종래의 레이저광 용착 방법에서는, 소정의 레이저광을 조사한 시간에 대한 양 수지재의 접근 거리에 편차가 존재하기 때문에, 용착체로서의 치수 정밀도를 해치는 원인으로 되어 있다. 이 편차는 다양한 요인으로 발생하지만, 한 예로서 레이저광 파워의 불안정성이나, 레이저광 투과성 수지의 투과율의 개체(個體) 편차 등을 들 수 있다. 이에 대해, 특허 문헌 1에 제안되어 있는 방법이라면, 소정의 접근 거리에 도달한 시점에서 용착을 종료하는 관리 방법이기 때문에, 접근 거리의 편차는 저감한다.
그러나, 소정의 접근 거리에 도달한 것을 검지하고 나서 용착을 정지하기까지의 제어상의 지연 시간의 동안에도 접근은 진행한다. 이 동안의 접근 거리도 흐트러지기 때문에, 접근 거리의 편차는 잔존한다.
용착체의 치수 정밀도를 확보하는데는, 용착중의 양 수지재가 용착부 이외의 개소에서 서로 맞닿는 구조를 채용하는 것이 확실하다. 양 수지재가 맞닿은 위치에서 소정의 위치 정밀도를 발현하도록 설계하여 두면, 용착에 있어서의 접근 거리의 편차의 영향을 배제할 수 있다. 이 경우, 당연히, 양 수지재가 맞닿기까지의 시간에 대해서도 개별적으로 흐트러진다. 모든 개체가 확실하게 맞닿기 위해서는, 레이저광 조사 시간을 편차 범위보다도 길게 설정할 필요가 있다. 이 때문에, 맞닿을 때까지 시간이 짧은 개체에 대해서는, 맞닿고 나서의 레이저광 조사 시간이 과잉으로 되고, 용착부의 접합 강도가 저하되는 문제가 있다. 강도 저하는 다음과 같은 원인으로 생긴다. 양 수지재가 맞닿을 때까지는, 용착부는 가압된 상태이기 때문에, 용융 수지는 순차적으로 외부로 배척되어 가고, 용융층이 과잉으로 가열되는 일은 없다. 그러나 맞닿은 후는, 맞닿음부가 하중을 받아내기 때문에, 용착부에 가압력이 작용하지 않게 된다. 그 결과, 용융층의 배척은 정지한다. 이 상태에서 더욱 레이저광 조사가 계속되면 용융층의 온도가 상승하고, 보이드의 발생이나 열분해가 일어나, 접합 강도가 저하된다.
본 발명은, 이와 같은 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 용착된 부품의 치수 정밀도와 용착 강도를 양립시킨 수지재의 광 용착 방법 및 용착 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 레이저광에 대해 투과성이 있는 수지재와, 레이저광에 대해 흡수성이 있는 수지재를 겹침과 함께, 상기 레이저광 투과성의 수지재측에서 레이저광을 조사하여 상기 수지재끼리를 용착하는 방법에 있어서, 상기 레이저광의 조사중에 있어서의 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하에 의거하여, 상기 레이저광의 조사를 종료시키도록 하였다.
또한, 본 발명은, 레이저광에 대해 투과성이 있는 수지재와, 레이저광에 대해 흡수성이 있는 수지재를 겹침과 함께, 상기 레이저광 투과성의 수지재측에서 레이저광을 조사하여 상기 수지재끼리를 용착하는 수지재의 용착 장치에 있어서, 상기 레이저광의 조사중에 한쪽의 수지재 또는 이것을 지지하는 지지 치구의 다른쪽 의 수지재에 대한 속도를 측정하는 속도 측정부와, 상기 속도 측정부로부터의 출력 신호에 의거하여, 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하를 판정하고, 상기 레이저광의 조사를 종료시키는 제어부를 구비한 것이다.
본 발명의 수지재의 용착 방법에 의하면, 용착 후의 양 수지재의 치수 정밀도를 확보할 수 있고, 게다가 과잉한 레이저광 조사에 의한 접합 강도의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 수지재의 용착 장치에 의하면, 용착 후의 양 수지재의 치수 정밀도를 확보할 수 있고, 게다가 과잉한 레이저광 조사에 의한 접합 강도의 저하를 방지한 용착 방법을 실시할 수 있다.
(실시의 형태 1)
도 1에 도시하는 2개의 수지재를 용착하여 밀폐 용기를 제조하는 방법을 예로 하여 설명한다.
수지재(1)는 용착에 이용하는 레이저광에 대해 투과성을 갖는 수지로 이루어지는 덮개체이다. 재질의 한 예로서, 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐렌술피드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리카보네이트(PC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌(PE) 등을 들 수 있다. 염료나 안료를 전혀 포함하지 않거나, 레이저광의 파장에 대한 투과성을 저해하지 않는 범위에서 염료나 안료로 착색되어 있다.
수지재(2)는 용착에 이용하는 레이저광의 파장에 대해 흡수성을 갖는 케이스이다. 이쪽도 재질의 예로서는, 투과성의 수지와 마찬가지이지만, 투과성의 수지재료보다도 투과율이 낮은 재료를 선택하거나, 카본블랙 등의 흡수성을 높이는 안료나 염료를 혼합한 것을 사용한다.
이들의 수지재는 각각 사출 성형법이나 압출 성형법, 블로우 성형법, 열성형법 등 각종의 수지 성형법으로 성형된 것이고, 금속 부품이나 다른 수지 부품 등이 인서트 성형되는 경우도 있다. 용착에 관계되는 개소만이 상기한 레이저광 투과성을 갖는 수지와 레이저광 흡수성을 갖는 수지의 조합이면 좋다.
도 2는, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 수지재의 용착 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
이 용착 장치는, 레이저광 조사 장치(3)와, 수지재(1)와 수지재(2)를 각각 지지하는 지지 치구(4, 5)와, 이들을 통하여 용착 대상에 하중을 인가하는 가압 장치(도시 생략)와, 수지재(1)와 수지재(2)의 접근 속도를 측정하는 속도 측정부(6)와, 속도 측정부(6)의 측정치에 의거하여 레이저광 조사의 종료 타이밍을 판단하고, 레이저광 조사 장치(3)에 레이저광 조사 종료 명령을 주는 제어부(7)를 구비한다.
수지재(2)를 지지하는 지지 치구(5)는 고정임에 대해, 수지재(1)를 지지하는 지지 치구(4)는 수지재(1)에 추종하여 하중 방향으로 가동(可動)이다.
속도 측정부(6)는 예를 들면 수지재(1)와 수지재(2), 수지재(1)와 지지 치구(5), 지지 치구(4)와 수지재(2), 또는 지지 치구(4)와 지지 치구(5)의 상대 변위량을 검출하는 변위 센서(61)와, 일정 시간마다 측정된 변위량으로부터 수지재(1)와 수지재(2), 수지재(1)와 지지 치구(5), 지지 치구(4)와 수지재(2), 또는 지지 치구(4)와 지지 치구(5)의 접근 속도를 연산하는 속도 연산부(62)로 구성되어 있다.
제어부(7)는, 속도 측정부(6)에서 측정된 접근 속도가 입력되는 속도 입력부(71)와, 판정 조건 보존부(72)에 보존된 판정 조건에 의거하여 레이저 조사 종료의 타이밍을 판정하는 종료 판정부(73)와, 레이저 조사 장치(3)에 조사 종료 신호를 출력하는 종료 신호 출력부(74)로 구성되어 있다. 종료 판정부(73)에서의 판정 동작은 제어 클록에 의해 정해진 일정 시간 간격마다 행하여진다.
도 3은, 본 발명의 실시의 형태 1에서의 용착 방법의 각 단계에서의 용착 상태를 도시하는 단면도이다. 도 4는, 레이저광 조사 시작부터의 양 수지재(1, 2)의 접근 속도의 시간 변화의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 3(a)에 도시하는 제 1의 단계에서, 수지재(1)와 수지재(2)를 겹쳐서, 하중을 가한다. 이 단계에서는, 하중이 주로 용착부(8)에 작용하고 있다.
도 3(b)에 도시하는 제２의 단계에서, 수지재(1)의 속을 투과시켜서 용착부(8)에 레이저 빔(9)을 조사한다. 레이저 빔(9)의 조사 방법은 특별히 지정하는 것은 아니지만, 예를 들면, 스폿형상으로 집광한 레이저 빔을 용착부(8)에 따라 순차로 주사하는 방식이나, 광학 소자나 마스크 등을 이용하여 용착부(8)에 따른 형 상으로 성형한 레이저 빔을 접합부에 대해 일괄로 조사하는 방식 등을 들 수 있다.
레이저광 조사 장치(3)의 레이저 광원에 관해서도 특히 지정하는 것은 아니지만, 많은 수지에 대해 투과성을 갖는 근적외의 파장을 갖는 다이오드 레이저나, YAG 레이저가 알맞고, 이 밖에 C02 레이저 등도 선택할 수 있다.
레이저 빔(9)의 조사 시작과 동시에, 속도 측정부(6)에 의해, 양 수지재(1, 2)의 접근 속도의 측정을 시작한다. 레이저 빔의 조사를 시작하고 나서 잠시 경과하면 용착부(8)에 용융층(10)이 형성되고, 그 후 용융층(10)의 일부가 용착부 외부로 압출됨에 의해, 수지재(1)와 수지재(2)는 접근한다. 용융층(10)이 형성될 때까지는 거의 접근이 진행되지 않기 때문에 레이저 빔의 조사 직후의 접근 속도는 작지만, 일단 용융층이 형성된 후는, 순차적으로 압출되어 가기 때문에, 거의 일정한 접근 속도를 나타낸다. 도 4에 도시하는 바와 같다.
도 3(c)에 도시하는 제３의 단계에서, 양 수지재(1, 2)가 용착부 이외에 마련된 맞닿음부(11)에 맞닿고, 이에 수반하여 도 4에 도시하는 바와 같이 접근 속도는 급격하게 저하된다. 제어부(7)에서 이 접근 속도의 저하를 검지하면, 레이저광 조사 장치(3)에 레이저광 조사의 종료를 명령하고, 레이저광 조사는 종료된다. 접근 속도의 급격한 저하를 검지하는 제어상의 판정 방식은 특별히 지정하는 것은 아니지만, 접근 속도가 미리 정한 임계치를 하회한 것을 판정하는 방식이 가장 간편하다.
이상에서는, 수지재끼리에 맞닿음부를 마련한 경우에 관해 설명하였지만, 맞닿음부(11)는 도 5에 도시하는 바와 같이 수지재(1)와 지지 치구(5) 사이에 마련하 여도 좋고, 도 6에 도시하는 바와 같이, 지지 치구(4)와 지지 치구(5) 사이에 마련하여도 좋다. 당연하지만 지지 치구(4)와 수지재(2) 사이에. 설치하여도 좋다. 이와 같이 하면, 맞닿고 나서의 과잉한 레이저광 조사를 방지할 수 있고, 용융층의 과잉 온도 상승에 의한 접합 강도의 저하를 방지할 수 있다.
도 7은, 실시의 형태 1에서의 제어 방법의 처리 순서의 한 예를 도시하는 플로우 차트이다. 우선, 양 수지재(1, 2) 사이의 접근 속도가 급격히 저하할 때에, 개체의 편차에 관계없이 반드시 통과하는 제 1의 속도(V1)를 제 1의 임계치로서 정하고, 또한 제 1의 속도(V1) 이상으로, 개체의 편차에 관계없이 반드시 통과하는 제 2의 속도(V2)를 제 2의 임계치로서 정한다.
레이저광 조사 시작 후, 우선 접근 속도(V)와 제 2의 임계치(V2)의 대소가 제어 클록에서 정해진 시간 간격마다 판정된다. 판정 조건(V>V2)을 만족한 후에, 접근 속도(V)와 제 1의 임계치(V1)의 대소가 제어 클록에서 정해진 시간 간격마다 판정된다. 판정 조건(V≤V1)을 만족한 시점에서, 접근 속도(V)의 급격한 저하라고 판정하고, 레이저광 조사를 종료하다.
또한, 판정 조건(V>V2)의 판정은, 이 판정 조건을 만족할 때의 레이저광 조사 시작 후의 경과 시간을 미리 알고 있는 경우는, 이들로 대용하여도 좋다.
(실시의 형태 2)
도 8은 실시의 형태 2에서의 제어 방법의 처리 순서의 한 예를 도시하는 플로우 차트이다. 실시의 형태 2에서는, 판정 조건(V≤V1)을 만족한 시점에서, 접근 속도(V)의 저하의 판정을 하고 나서, 더욱 소정 시간 레이저광 조사를 계속한 후에, 레이저광 조사를 종료한다.
이 레이저광 조사의 계속 시간은, 용착부(8)에 보이드나 열분해가 생기는 시간 영역보다도 짧은 범위로 설정한다. 이와 같이 하면, 즉석에서 레이저광 조사를 정지하는 것보다도, 용융층(10)의 두께가 늘어나기 때문에, 보다 강고한 접합을 얻을 수 있다.
(실시의 형태 3)
도 9 및 10은 실시의 형태 3에서의 제어 방법의 처리 순서의 다른 예를 도시하는 플로우 차트이다. 실시의 형태 3에서는, 실시의 형태 1에서의 제２의 단계의 도중에서 용착부(8)에 조사되는 레이저광의 파워를 저하시키도록 함으로써, 레이저광의 파워를 저하시키는 제 3의 속도(V3)를 제 3의 임계치로서 정하고 있다.
도 9는, 판정 조건(V>V2)을 만족한 후에, 접근 속도(V)와 제 3의 임계치(V3)의 대소가 제어 클록에서 정해진 시간 간격마다 판정되고, 판정 조건(V>V3)을 만족한 시점에서, 레이저광의 파워를 저하시킨 후, 제 1의 임계치(V1)에 의한 판정을 행하도록 한 것이다.
도 10에서는, 제 3의 임계치(V3)가 제 2의 임계치(V2) 이하인 경우의 예를 도시한 것으로, 최초에 접근 속도(V)와 제 3의 임계치(V3)의 대소를 제어 클록에서 정해진 시간 간격마다 판정하고, 판정 조건(V>V3)을 만족한 단계에서 레이저광의 파워를 저하시키고, 그 후 제 2의 임계치(V2) 및 제 1의 임계치(V1)에 의한 판정을 순차로 행하도록 한 것이다.
또한, 레이저광 파워를 저하시키는 타이밍은, 수지재(1)가 수지재(2)에 맞닿아 접근 속도가 급격하게 저하되는 것보다도 전이라면 임의로 설정할 수 있지만, 레이저광의 조사 시작부터 소정 시간 경과 후, 양 수지재(1, 2)가 소정량 접근한 후, 또는 양 수지재(1, 2)의 접근 속도가 소정 속도에 도달한 후 어느 하나면 좋다.
실시의 형태 3에 의하면 수지재(1)가 수지재(2)에 맞닿고 나서의 용융층(10)의 온도 상승이 완만하게 되어, 제３의 단계에서 접근 속도의 급격한 저하를 검지하고 나서 레이저광의 조사를 종료하기까지의 유예 시간이 확대된다.
이 결과, 제어가 용이하게 되는데다가, 레이저광 조사 시작 시점에서 낮은 파워로 조사하여 계속하는 경우에 비하여 용착 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
또한, 이상의 실시의 형태에서는 용착의 대상으로서 밀폐 용기를 예로 하였지만, 이것으로 한정된 것이 아니다.
본 발명에 의하면 용착체로서 높은 치수 정밀도를 얻을 수 있기 때문에, 정 밀한 전자 부품의 수납 케이스 등의 제조에 적합하다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태를 설명하는 한 예로서의 밀폐 용기를 도시하는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 용착 장치의 구성을 도시하는 개략 구성도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 용착 방법의 각 단계를 도시하는 단면도.
도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에서의 용착에 수반하는 접근 속도의 시간 변화의 한 예를 도시하는 설명도.
도 5는 수지재끼리 맞대는 방법의 다른 예를 도시하는 단면도.
도 6은 수지재끼리 맞대는 방법의 또 다른 예를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 실시의 형태 1에서의 제어 방법의 처리 순서의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 2에서의 제어 방법의 처리 순서의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 9는 본 발명의 실시의 형태 3에서의 제어 방법의 처리 순서의 한 예를 도시하는 플로우 차트.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에서의 제어 방법의 처리 순서의 다른 예를 도시하는 플로우 차트.

Claims (8)

  1. 레이저광에 대해 투과성이 있는 수지재와, 레이저광에 대해 흡수성이 있는 수지재를 겹침과 함께, 상기 레이저광 투과성의 수지재측에서 레이저광을 조사하여 상기 수지재끼리를 용착하는 방법에 있어서,
    상기 레이저광의 조사중에 있어서의 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하에 의거하여, 상기 레이저광의 조사를 종료시키도록 한 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저광의 조사중에 상기 양 수지재끼리, 또는 상기 양 수지재를 지지하는 지지 치구끼리, 또는 한쪽의 수지재를 지지하는 지지 치구와 다른쪽의 수지재의 맞닿음에 의한 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하를 판정하고, 상기 레이저광의 조사를 종료시키는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 접근 속도의 저하가 생긴 후, 소정 시간 경과 후에 상기 레이저광의 조사를 종료하는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 레이저광의 조사 종료의 계기가 되는 상기 접근 속도의 저하가 생기기 전에, 상기 레이저광의 파워를 저하시키는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 방법.
  5. 레이저광에 대해 투과성이 있는 수지재와, 레이저광에 대해 흡수성이 있는 수지재를 겹침과 함께, 상기 레이저광 투과성의 수지재측에서 레이저광을 조사하여 상기 수지재끼리를 용착하는 수지재의 용착 장치에 있어서,
    상기 레이저광의 조사중에 한쪽의 수지재 또는 이것을 지지하는 지지 치구의 다른쪽의 수지재에 대한 속도를 측정하는 속도 측정부와,
    상기 속도 측정부의 측정치에 의거하여, 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하를 판정하고, 상기 레이저광의 조사를 종료시키는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 레이저광의 조사중에 양 수지재끼리, 또는 양 수지재를 지지하는 지지 치구끼리, 또는 한쪽의 수지재를 지지하는 지지 치구와 다른쪽의 수지재의 맞닿음에 의한 상기 양 수지재의 접근 속도의 저하를 판정하고, 상기 레이저광의 조사를 종료시키는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 접근 속도의 저하가 생긴 후, 소정 시간 경과 후에 상기 레이저광의 조사를 종료하는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 장치.
  8. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 레이저광의 조사 시작부터 소정 시간 경과 후, 상기 양 수지재가 소정량 접근한 후, 또는 상기 양 수지재의 접근 속도가 소정 속도에 도달한 후의 어느 한쪽에서 상기 레이저광의 파워를 저하시키는 것을 특징으로 하는 수지재의 용착 장치.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4924143B2 (ja) * 2007-03-28 2012-04-25 マツダ株式会社 金属製ワークの接合方法
DE112011100039B4 (de) * 2010-06-14 2014-01-02 Mitsubishi Electric Corp. Laserbearbeitungsvorrichtung und Laserbearbeitungsverfahren
JP6024152B2 (ja) * 2012-03-29 2016-11-09 東洋製罐株式会社 容器及び蓋のレーザ溶着による密封方法
WO2014123022A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 株式会社日立製作所 レーザ接合装置及びレーザ接合方法
DE102014212003A1 (de) * 2014-06-23 2015-12-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baueinheit und elektronische Baueinheit
JP7165073B2 (ja) * 2019-02-20 2022-11-02 株式会社東芝 ダイカスト部材のレーザ溶接方法及びダイカスト製品の製造方法
JP7470913B2 (ja) * 2020-09-16 2024-04-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 レーザ溶着装置、及びレーザ加工装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60214931A (ja) * 1984-04-10 1985-10-28 Toyota Motor Corp 異種合成樹脂材料の接合方法
JPH03183527A (ja) * 1989-12-13 1991-08-09 Hitachi Constr Mach Co Ltd 超音波接合装置
JPH05177711A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Tsuchiya Mfg Co Ltd 合成樹脂部材の溶着方法
FR2777359B1 (fr) * 1998-04-09 2000-07-07 Corning Inc Connexion d'une fibre optique et d'un guide d'ondes optique par fusion
US6329629B1 (en) 2000-04-28 2001-12-11 Branson Ultrasonics Corporation Distance mode control for laser welding
JP2002028983A (ja) * 2000-07-18 2002-01-29 Aisan Ind Co Ltd 非接触熱板溶着における溶着不良検出方法および装置
JP2002337236A (ja) 2001-05-14 2002-11-27 Honda Motor Co Ltd 樹脂部材の溶着方法
JP2005035069A (ja) * 2003-07-17 2005-02-10 Nissan Motor Co Ltd 部材接合装置及び部材接合方法
DE10337475A1 (de) 2003-08-08 2005-03-03 Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Coburg Verstellgetriebe für ein Kraftfahrzeug
JP2005262311A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Fine Device:Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
DE102005018727A1 (de) 2005-04-20 2006-10-26 Maschinenfabrik Spaichingen Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Verschweißen von zwei Werkstücken aus thermoplastischen Kunststoffen mittels Laserstrahlung

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