KR20200044480A

KR20200044480A - Laser direct welding method for plastics and laser welded plastic

Info

Publication number: KR20200044480A
Application number: KR1020180125292A
Authority: KR
Inventors: 이수진; 최광덕; 이광현; 서정
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2018-10-19
Filing date: 2018-10-19
Publication date: 2020-04-29

Abstract

플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 제1 플라스틱과 제2 플라스틱이 직접 접촉하는 접촉 영역을 형성하는 단계, 상기 접촉 영역에 제1 방향으로 레이저 빔을 조사하여 상기 접촉 영역을 상기 제1 방향으로 관통하는 용융 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 용융 영역을 가압하는 단계를 포함한다.The plastic laser direct welding method includes forming a contact area in which the first plastic and the second plastic are in direct contact, and irradiating a laser beam to the contact area in a first direction to penetrate the contact area in the first direction. And forming and pressing the melting region in a second direction intersecting the first direction.

Description

Plastic laser direct welding method and laser welded plastic {LASER DIRECT WELDING METHOD FOR PLASTICS AND LASER WELDED PLASTIC}

본 기재는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱에 관한 것이다.The present disclosure relates to a plastic laser direct welding method and laser welded plastic.

일반적으로, 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 플라스틱들을 직접 접촉시키고 레이저 빔을 이용해 플라스틱들 사이의 계면에 레이저 빔을 조사하여 용접하는 방법이다.In general, the plastic laser direct welding method is a method of directly contacting plastics and using a laser beam to irradiate a laser beam at an interface between the plastics and weld the welding.

종래의 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 중첩된 2개의 플라스틱들 중 상부 플라스틱을 통해 플라스틱들 사이의 계면에 레이저 빔을 조사하여 플라스틱들 사이를 용접하였다.The conventional plastic laser direct welding method welds between the plastics by irradiating a laser beam to the interface between the plastics through the upper plastic among the two overlapping plastics.

그런데, 종래의 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 중첩된 2개의 플라스틱들 사이의 계면에 레이저 빔을 조사해야 함으로써, 중첩된 2개의 플라스틱들 중 상부 플라스틱은 투명 혹은 광 투과율이 70프로 이상이어야 하고, 하부 플라스틱은 유색 혹은 투과성이 없어야 하기 때문에, 용접하고자 하는 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 저하되는 문제점이 있다.However, in the conventional plastic laser direct welding method, the laser beam should be irradiated to the interface between the two overlapping plastics, so that the upper plastic among the two overlapping plastics must have a transparent or light transmittance of 70% or higher, and the lower plastic Since silver should not be colored or permeable, there is a problem in that the degree of freedom is lowered when selecting materials for plastics to be welded.

또한, 종래의 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 중첩된 2개의 플라스틱들 모두 유색인 경우 레이저 빔을 이용해 플라스틱들 사이를 직접 용접하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the conventional plastic laser direct welding method has a problem that it is difficult to directly weld between plastics using a laser beam when both overlapping plastics are colored.

또한, 종래의 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은 레이저 빔을 이용해 3개 이상의 플라스틱들 사이를 직접 용접하기 어려운 문제점이 있다.In addition, the conventional plastic laser direct welding method has a problem in that it is difficult to directly weld between three or more plastics using a laser beam.

일 실시예는, 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱을 제공하고자 한다.One embodiment is to provide a plastic laser direct welding method and laser welded plastic with improved degrees of freedom in selecting materials for plastics.

또한, 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a plastic laser direct welding method and a laser welded plastic that directly weld between colored plastics.

또한, 플라스틱들 사이의 용접된 부분의 밀폐가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a plastic laser direct welding method and laser welded plastic with improved sealing of a welded portion between plastics.

또한, 3개 이상의 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱을 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide a plastic laser direct welding method and a laser welded plastic that directly weld between three or more plastics.

일 측면은 제1 플라스틱과 제2 플라스틱이 직접 접촉하는 접촉 영역을 형성하는 단계, 상기 접촉 영역에 제1 방향으로 레이저 빔을 조사하여 상기 접촉 영역을 상기 제1 방향으로 관통하는 용융 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 용융 영역을 가압하는 단계를 포함하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 제공한다.One side is forming a contact area in which the first plastic and the second plastic are in direct contact, and irradiating a laser beam in the first direction to the contact area to form a melting area penetrating the contact area in the first direction. And pressing the melt region in a second direction intersecting the first direction.

상기 접촉 영역을 형성하는 단계는 상기 제1 플라스틱과 상기 제2 플라스틱이 서로 중첩하여 상기 접촉 영역이 상기 제2 방향으로 연장되도록 수행할 수 있다.The step of forming the contact region may be performed such that the first plastic and the second plastic overlap each other so that the contact region extends in the second direction.

상기 용융 영역을 형성하는 단계는 상기 용융 영역이 상기 제2 플라스틱의 상면으로부터 상기 접촉 영역을 거쳐 상기 제1 플라스틱으로 연장되도록 수행할 수 있다.The forming of the molten region may be performed such that the molten region extends from the upper surface of the second plastic through the contact region to the first plastic.

상기 접촉 영역을 형성하는 단계는 상기 제1 플라스틱의 단부와 상기 제2 플라스틱의 단부가 서로 접촉하여 상기 접촉 영역이 상기 제1 방향으로 연장되도록 수행할 수 있다.The step of forming the contact region may be performed such that the end portion of the first plastic and the end portion of the second plastic contact each other so that the contact region extends in the first direction.

상기 용융 영역을 형성하는 단계는 상기 용융 영역이 상기 제1 플라스틱의 단부와 상기 제2 플라스틱의 단부로부터 형성되도록 수행할 수 있다.The forming of the molten region may be performed such that the molten region is formed from the ends of the first plastic and the ends of the second plastic.

상기 접촉 영역을 형성하는 단계는 상기 제1 플라스틱의 단부에 위치하는 돌출부가 상기 제2 플라스틱의 단부에 위치하는 함몰부에 삽입되어 상기 접촉 영역이 상기 제1 플라스틱의 단부의 표면으로부터 상기 돌출부의 표면을 따라 연장되도록 수행할 수 있다.The step of forming the contact area is such that a protrusion located at the end of the first plastic is inserted into a depression located at the end of the second plastic so that the contact area is from the surface of the end of the first plastic to the surface of the protrusion. It can be performed to extend along.

상기 용융 영역을 형성하는 단계는, 상기 접촉 영역에 상기 레이저 빔으로부터 상기 제2 방향으로 이격된 다른 레이저 빔을 상기 제1 방향으로 조사하여 상기 용융 영역으로부터 상기 제2 방향으로 이격되어 상기 접촉 영역을 상기 제1 방향으로 관통하는 다른 용융 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the forming of the molten region, another laser beam spaced apart from the laser beam in the second direction is irradiated to the contact region in the first direction to be spaced apart from the molten region in the second direction to form the contact region. And forming another melting region penetrating in the first direction.

상기 용융 영역을 가압하는 단계는, 상기 제1 플라스틱과 상기 제2 플라스틱을 상기 제2 방향으로 가압하여 수행할 수 있다.The step of pressing the melting region may be performed by pressing the first plastic and the second plastic in the second direction.

또한, 일 측면은 제1 재료를 포함하는 제1 플라스틱, 상기 제1 플라스틱과 이웃하며, 제2 재료를 포함하는 제2 플라스틱, 및 상기 제1 플라스틱과 상기 제2 플라스틱 사이를 연결하며, 상기 제1 재료 및 상기 제2 재료를 포함하는 용접부를 포함하며, 상기 용접부는 상기 제1 플라스틱과 상기 제2 플라스틱 사이의 계면을 관통하는 레이저 용접된 플라스틱을 제공한다.In addition, one side is connected to the first plastic comprising the first material, the first plastic, the second plastic comprising the second material, and between the first plastic and the second plastic, and the first And a welding portion comprising a first material and the second material, wherein the welding portion provides a laser welded plastic penetrating the interface between the first plastic and the second plastic.

상기 제2 플라스틱은 상기 제1 플라스틱과 중첩할 수 있다.The second plastic may overlap with the first plastic.

상기 제2 플라스틱은 상기 제1 플라스틱과 비중첩할 수 있다.The second plastic may be non-overlapping with the first plastic.

상기 제1 플라스틱은 단부에 위치하는 돌출부를 더 포함하며, 상기 제2 플라스틱은 단부에 위치하여 상기 돌출부가 삽입된 함몰부를 더 포함하며, 상기 용접부는, 상기 돌출부를 관통하는 제1 서브 용접부, 및 상기 제1 서브 용접부와 이격되어 상기 함몰부를 관통하는 제2 서브 용접부를 더 포함할 수 있다.The first plastic further includes a protrusion located at the end, and the second plastic further includes a recess located at the end and the protrusion is inserted, the welding part comprising: a first sub-welding part passing through the protrusion, and A second sub-welded portion spaced apart from the first sub-welded portion and penetrating the recessed portion may be further included.

또한, 일 측면은 적어도 3개의 플라스틱들을 순차적으로 중첩하는 단계, 상기 플라스틱들 중 최상층에 위치하는 플라스틱의 상면에 제1 방향으로 레이저 빔을 조사하여 상기 플라스틱들 사이의 계면들을 상기 제1 방향으로 관통하는 용융 영역을 형성하는 단계, 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 상기 플라스틱들을 가압하여 상기 용융 영역을 가압하는 단계를 포함하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 제공한다.In addition, one side sequentially overlaps at least three plastics, and irradiates a laser beam in a first direction on a top surface of the plastics located on the top layer of the plastics to penetrate the interfaces between the plastics in the first direction. It provides a method of directly welding a plastic laser, comprising forming a melting region, and pressing the plastics in a second direction crossing the first direction to press the melting region.

또한, 일 측면은 순차적으로 중첩된 적어도 3개의 플라스틱들, 및 상기 적어도 3개의 플라스틱들 사이의 계면들을 관통하는 용접부를 포함하며, 상기 용접부는 상기 적어도 3개의 플라스틱들 각각에 포함된 재료들을 포함할 수 있다.In addition, one side includes at least three plastics sequentially overlapped, and a welding portion penetrating the interfaces between the at least three plastics, and the welding portion includes materials included in each of the at least three plastics. You can.

일 실시예에 따르면, 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.According to one embodiment, a plastic laser direct welding method and laser welded plastic with improved degrees of freedom in selecting materials for plastics are provided.

또한, 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.Also provided is a plastic laser direct welding method and laser welded plastic that welds directly between colored plastics.

또한, 플라스틱들 사이의 용접된 부분의 밀폐가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.Also provided is a plastic laser direct welding method and laser welded plastic with improved sealing of the welded portion between the plastics.

또한, 3개 이상의 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.Also provided is a plastic laser direct welding method and laser welded plastic that directly welds between three or more plastics.

도 1은 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.
도 3은 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제3 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.
도 5는 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.
도 6은 제5 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.
도 7은 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.
도 8은 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.
도 10은 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.
도 11은 제1 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 평면을 나타낸 사진이다.
도 12는 제2 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 단면을 나타낸 사진이다.
도 13은 제3 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 단면을 나타낸 사진이다. 1 is a flow chart showing a plastic laser direct welding method according to the first embodiment.
2 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to the first embodiment.
3 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a second embodiment.
4 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to the third embodiment.
5 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a fourth embodiment.
6 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to a fifth embodiment.
7 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a sixth embodiment.
8 is a flow chart showing a method of directly welding a plastic laser according to a seventh embodiment.
9 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to a seventh embodiment.
10 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to the eighth embodiment.
11 is a photograph showing a plane of laser-welded plastic according to the first experimental example.
12 is a photograph showing a cross-section of a laser-welded plastic according to a second experimental example.
13 is a photograph showing a cross-section of a laser-welded plastic according to a third experimental example.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. The present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar elements throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those illustrated.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Also, in the specification, when a part “includes” a certain component, it means that the component may further include other components, not to exclude other components, unless otherwise stated.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 설명한다.Hereinafter, a plastic laser direct welding method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.1 is a flow chart showing a plastic laser direct welding method according to the first embodiment. 2 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to the first embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 직접 접촉하는 접촉 영역(CA)을 형성한다(S110).Referring to FIGS. 1 and 2, first, a contact area CA in which the first plastic 100 and the second plastic 200 are in direct contact is formed (S110).

구체적으로, 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200)은 공지된 다양한 고분자 재료를 포함할 수 있다. 또한, 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200)의 광 투과율은 공지된 다양한 광 투과율을 가질 수 있다. Specifically, the first plastic 100 and the second plastic 200 may include various known polymer materials. In addition, the light transmittance of the first plastic 100 and the second plastic 200 may have various known light transmittances.

일례로, 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200)의 광 투과율은 70프로 이하일 수 있다. For example, the light transmittance of the first plastic 100 and the second plastic 200 may be 70% or less.

다른 예로, 제2 플라스틱(200)이 유색 소재일 경우, 제1 플라스틱(100)은 투명 소재일 수 있다.As another example, when the second plastic 200 is a colored material, the first plastic 100 may be a transparent material.

즉, 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200)은 소재의 특성과 상관없이 공지된 다양한 플라스틱일 수 있다.That is, the first plastic 100 and the second plastic 200 may be various plastics known regardless of the characteristics of the material.

제1 플라스틱(100) 상에 제2 플라스틱(200)을 접촉시켜, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)을 서로 중첩시킨다. 이때, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이의 접촉 영역(CA)은 제2 방향(Y)으로 연장된다. 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)의 중첩 영역은 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200) 각각의 일부 또는 전체와 대응할 수 있다.The second plastic 200 is brought into contact with the first plastic 100 so that the first plastic 100 and the second plastic 200 overlap each other. At this time, the contact area CA between the first plastic 100 and the second plastic 200 extends in the second direction Y. The overlapping regions of the first plastic 100 and the second plastic 200 may correspond to some or all of the first plastic 100 and the second plastic 200, respectively.

다음, 접촉 영역(CA)에 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통하는 용융 영역(MA)을 형성한다(S120).Next, the laser beam LB is irradiated to the contact area CA in the first direction X to form a melting area MA penetrating the contact area CA in the first direction X (S120).

구체적으로, 제2 플라스틱(200)의 상면에 제2 방향(Y)과 교차하는 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 제2 플라스틱(200)의 상면으로부터 제1 플라스틱(100)으로 용융 영역(MA)을 형성한다. 용융 영역(MA)은 제2 플라스틱(200)의 상면으로부터 접촉 영역(CA)을 거쳐 제1 플라스틱(100)으로 연장된다. 용융 영역(MA)은 제2 플라스틱(200)으로부터 제1 플라스틱(100)으로 연장된다. 용융 영역(MA)은 제2 방향(Y)으로 연장된 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통한다.Specifically, the first plastic 100 from the top surface of the second plastic 200 by irradiating the laser beam LB in the first direction X crossing the second direction Y on the top surface of the second plastic 200 ) To form the melting region MA. The melting region MA extends from the upper surface of the second plastic 200 through the contact region CA to the first plastic 100. The melting region MA extends from the second plastic 200 to the first plastic 100. The melting region MA penetrates the contact region CA extending in the second direction Y in the first direction X.

제1 방향(X)은 제2 방향(Y)과 수직할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 방향(X)은 제2 방향(Y)과 설정된 교각(cross angle)을 가질 수 있다.The first direction X may be perpendicular to the second direction Y, but is not limited thereto, and the first direction X may have a cross angle set with the second direction Y.

레이저 빔(LB)의 파장은 900nm 내지 11000nm일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 레이저 빔(LB)의 출력은 100W 내지 1000W일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 레이저 빔(LB)은 다이오드, 파이버, 디스크, 또는 이산화탄소 레이저 발진기로부터 발생될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The wavelength of the laser beam LB may be 900 nm to 11000 nm, but is not limited thereto. The output of the laser beam LB may be 100W to 1000W, but is not limited thereto. The laser beam LB may be generated from a diode, fiber, disk, or carbon dioxide laser oscillator, but is not limited thereto.

레이저 빔(LB)은, 용융 영역(MA)이 제1 방향(X)으로 제2 플라스틱(200)으로부터 접촉 영역(CA)을 거쳐 제1 플라스틱(100)으로 연장될 수 있다면, 공지된 다양한 레이저 빔일 수 있다.The laser beam LB may have various known lasers if the melting region MA can extend from the second plastic 200 through the contact region CA to the first plastic 100 in the first direction X. It can be a beam.

다음, 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)으로 용융 영역(MA)을 가압한다(S130).Next, the melting region MA is pressed in the second direction Y crossing the first direction X (S130).

구체적으로, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 서로 가압되어 용융 영역(MA)이 제2 방향(Y)으로 가압되도록, 제1 플라스틱(100)의 단부와 제2 플라스틱(200)의 단부를 제2 방향으로 서로 가압할 수 있다.Specifically, the end portion of the first plastic 100 and the second plastic 200 so that the first plastic 100 and the second plastic 200 are pressed against each other so that the melting region MA is pressed in the second direction Y. ) Can be pressed against each other in the second direction.

다음, 용융 영역(MA)이 고체화 되어 서로 용접되어 서로 중첩된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 서로 직접 용접된다.Next, the molten region MA is solidified and welded to each other so that the first plastic 100 and the second plastic 200 overlapping each other are directly welded to each other.

이상과 같이, 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)을 직접 접촉하여 제2 방향(Y)으로 연장된 접촉 영역(CA)을 형성하고, 접촉 영역(CA)에 대응하는 제2 플라스틱(200)에 고출력의 레이저 빔(LB)을 조사하여 제2 플라스틱(200)의 상면으로부터 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통하여 제1 플라스틱(100)으로 연장된 용융 영역(MA)을 형성하고, 용융 영역(MA)을 제2 방향(Y)으로 가압하여 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이를 직접 용접함으로써, 상부에 위치하는 제2 플라스틱(200) 및 하부에 위치하는 제1 플라스틱(100) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접하고자 하는 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접할 수 있다.As described above, the plastic laser direct welding method according to the first embodiment directly contacts the first plastic 100 and the second plastic 200 to form a contact area CA extending in the second direction Y. Then, the second plastic 200 corresponding to the contact area CA is irradiated with a high-power laser beam LB to penetrate the contact area CA from the upper surface of the second plastic 200 in the first direction X To form a molten region MA extending into the first plastic 100, and pressing the molten region MA in the second direction Y to directly connect between the first plastic 100 and the second plastic 200. By welding, since the degree of freedom of light transmittance of each of the second plastic 200 positioned at the top and the first plastic 100 positioned at the bottom is improved, the degree of freedom in selecting materials for the plastics to be welded is improved and colored plastic You can weld directly between them.

즉, 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법이 제공되는 동시에, 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법이 제공된다.That is, a plastic laser direct welding method with improved degrees of freedom is provided for material selection of plastics, and a plastic laser direct welding method is provided for directly welding between colored plastics.

이하, 도 3을 참조하여 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 설명한다. 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 상술한 제1 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the laser-welded plastic according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 3. The laser-welded plastic according to the second embodiment may be manufactured using the plastic laser direct welding method according to the first embodiment, but is not limited thereto.

도 3은 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a second embodiment.

도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 제1 플라스틱(100), 제2 플라스틱(200), 용접부(WP)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the laser-welded plastic according to the second embodiment includes a first plastic 100, a second plastic 200, and a welding part WP.

제1 플라스틱(100)은 공지된 일 폴리머 재료인 제1 재료를 포함한다.The first plastic 100 includes a first material, which is one known polymer material.

제2 플라스틱(200)은 제1 플라스틱(100)과 이웃하며, 제1 플라스틱(100) 상에 위치한다. 제2 플라스틱(200)은 제1 플라스틱(100)과 중첩한다. 제2 플라스틱(200)은 타 폴리머 재료인 제2 재료를 포함한다. 제2 플라스틱(200)에 포함된 제2 재료는 제1 플라스틱(100)에 포함된 제1 재료와 다른 재료일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 재료와 동일한 재료일 수 있다.The second plastic 200 is adjacent to the first plastic 100 and is located on the first plastic 100. The second plastic 200 overlaps the first plastic 100. The second plastic 200 includes a second material that is another polymer material. The second material included in the second plastic 200 may be a different material from the first material included in the first plastic 100, but is not limited thereto and may be the same material as the first material.

제2 플라스틱(200)과 제1 플라스틱(100) 사이에는 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)이 위치한다.The interface IF extending in the second direction Y is positioned between the second plastic 200 and the first plastic 100.

용접부(WP)는 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이를 연결하며, 제1 플라스틱(100)에 포함된 제1 재료 및 제2 플라스틱(200)에 포함된 제2 재료를 포함한다. 용접부(WP)는 제1 플라스틱(100) 및 제2 플라스틱(200)이 레이저 빔에 의해 용융되고 다시 고체화된 부분일 수 있다.The welding part WP connects between the first plastic 100 and the second plastic 200, and includes a first material included in the first plastic 100 and a second material included in the second plastic 200. do. The welding part WP may be a portion in which the first plastic 100 and the second plastic 200 are melted by a laser beam and solidified again.

용접부(WP)는 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이에 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)을 제2 방향(Y)과 교차하는 제1 방향(X)으로 관통한다. 용접부(WP)는 제1 방향(X)으로 제2 플라스틱(200)의 상면으로부터 계면(IF)을 거쳐 제1 플라스틱(100)으로 연장된다.The welding part WP is a first direction X intersecting the interface IF extending in the second direction Y between the first plastic 100 and the second plastic 200 in the second direction Y. Penetrate. The welding part WP extends from the upper surface of the second plastic 200 in the first direction X through the interface IF to the first plastic 100.

이상과 같이, 제2 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은, 용접부(WP)가 제1 플라스틱(100)의 제1 재료 및 제2 플라스틱(200)의 제2 재료를 포함하고, 용접부(WP)가 제1 방향(X)으로 제2 플라스틱(200)의 상면으로부터 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)을 관통하여 제1 플라스틱(100)으로 연장되어 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이를 직접 연결함으로써, 상부에 위치하는 제2 플라스틱(200) 및 하부에 위치하는 제1 플라스틱(100) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접된 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 유색 플라스틱들 사이가 직접 용접될 수 있다.As described above, in the laser-welded plastic according to the second embodiment, the welding portion WP includes the first material of the first plastic 100 and the second material of the second plastic 200, and the welding portion WP The first plastic 100 extends to the first plastic 100 through the interface IF extending in the second direction Y from the upper surface of the second plastic 200 in the first direction X. 2 By directly connecting between the plastics 200, the degree of freedom of light transmittance of each of the second plastics 200 located at the top and the first plastics 100 located at the bottom is improved. The degree of freedom is improved while the colored plastics can be welded directly.

즉, 용접된 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 레이저 용접된 플라스틱이 제공되는 동시에, 유색 플라스틱들 사이가 직접 용접된 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.That is, a laser welded plastic with improved degrees of freedom is provided for material selection of the welded plastics, while a laser welded plastic directly welded between colored plastics is provided.

이하, 도 4를 참조하여 제3 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 설명한다.Hereinafter, a plastic laser direct welding method according to a third embodiment will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 제3 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to the third embodiment.

도 4를 참조하면, 우선, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 직접 접촉하는 접촉 영역(CA)을 형성한다.Referring to FIG. 4, first, a contact area CA in which the first plastic 100 and the second plastic 200 directly contact each other is formed.

구체적으로, 제1 플라스틱(100)의 단부와 제2 플라스틱(200)의 단부를 접촉시킨다. 이때, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이의 접촉 영역(CA)은 제1 방향(X)으로 연장된다. 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)은 비중첩한다.Specifically, the end of the first plastic 100 and the end of the second plastic 200 are brought into contact. At this time, the contact area CA between the first plastic 100 and the second plastic 200 extends in the first direction X. The first plastic 100 and the second plastic 200 are non-overlapping.

다음, 접촉 영역(CA)에 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통하는 용융 영역(MA)을 형성한다.Next, the laser beam LB is irradiated to the contact area CA in the first direction X to form the melting area MA penetrating the contact area CA in the first direction X.

구체적으로, 제2 플라스틱(200)의 단부 및 제1 플라스틱(100)의 단부의 상측에 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 제2 플라스틱(200)의 단부 및 제1 플라스틱(100)의 단부로부터 용융 영역(MA)을 형성한다. Specifically, the end and the first plastic of the second plastic 200 by irradiating the laser beam LB in the first direction (X) to the upper end of the end of the second plastic 200 and the first plastic 100 A melting region MA is formed from the end of 100.

용융 영역(MA)은 제1 방향(X)으로 연장된 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통한다.The melting region MA penetrates the contact region CA extending in the first direction X in the first direction X.

다음, 용융 영역(MA)이 고체화 되어 서로 용접되어 서로 비중첩된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 서로 직접 용접된다.Next, the molten region MA is solidified and welded to each other so that the first plastic 100 and the second plastic 200 that are not overlapped with each other are directly welded to each other.

이상과 같이, 제3 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)을 직접 접촉하여 제1 방향(X)으로 연장된 접촉 영역(CA)을 형성하고, 접촉 영역(CA)에 대응하는 제2 플라스틱(200)의 단부 및 제1 플라스틱(100)의 단부에 고출력의 레이저 빔(LB)을 조사하여 접촉 영역(CA)을 제1 방향(X)으로 관통하는 용융 영역(MA)을 형성하고, 용융 영역(MA)을 제2 방향(Y)으로 가압하여 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이를 직접 용접함으로써, 비중첩하는 제2 플라스틱(200) 및 제1 플라스틱(100) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접하고자 하는 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접할 수 있다.As described above, in the plastic laser direct welding method according to the third embodiment, the first plastic 100 and the second plastic 200 are brought into direct contact to form a contact area CA extending in the first direction X. Then, the high-power laser beam LB is irradiated to the end portion of the second plastic 200 and the end portion of the first plastic 100 corresponding to the contact region CA, and the contact region CA is irradiated in the first direction X. By forming the molten region (MA) penetrating through, and pressing the molten region (MA) in the second direction (Y), by directly welding between the first plastic 100 and the second plastic 200, the non-overlapping agent 2 Since the degree of freedom of light transmittance of each of the plastic 200 and the first plastic 100 is improved, the degree of freedom in selecting materials for the plastics to be welded is improved, and at the same time, it is possible to directly weld between colored plastics.

이하, 도 5를 참조하여 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 설명한다. 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 상술한 제3 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the laser-welded plastic according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 5. The laser-welded plastic according to the fourth embodiment may be manufactured using the plastic laser direct welding method according to the third embodiment, but is not limited thereto.

도 5는 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a fourth embodiment.

도 5를 참조하면, 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 제1 플라스틱(100), 제2 플라스틱(200), 용접부(WP)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the laser-welded plastic according to the fourth embodiment includes a first plastic 100, a second plastic 200, and a welding part WP.

제2 플라스틱(200)은 제1 플라스틱(100)과 이웃한다. 제2 플라스틱(200)은 제1 플라스틱(100)과 비중첩한다. 제2 플라스틱(200)은 타 폴리머 재료인 제2 재료를 포함한다. 제2 플라스틱(200)에 포함된 제2 재료는 제1 플라스틱(100)에 포함된 제1 재료와 다른 재료일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 재료와 동일한 재료일 수 있다.The second plastic 200 is adjacent to the first plastic 100. The second plastic 200 is non-overlapping with the first plastic 100. The second plastic 200 includes a second material that is another polymer material. The second material included in the second plastic 200 may be a different material from the first material included in the first plastic 100, but is not limited thereto and may be the same material as the first material.

용접부(WP)는 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이에 제1 방향(X)으로 연장되었던 기존의 계면(IF)을 제1 방향(X)으로 관통한다.The welding part WP penetrates the existing interface IF extending in the first direction X between the first plastic 100 and the second plastic 200 in the first direction X.

이상과 같이, 제4 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은, 용접부(WP)가 제1 플라스틱(100)의 제1 재료 및 제2 플라스틱(200)의 제2 재료를 포함하고, 용접부(WP)가 제1 방향(X)으로 제1 방향(X)으로 연장되었던 기존의 계면(IF)을 관통하여 서로 비중첩된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이를 직접 연결함으로써, 서로 이웃하는 제2 플라스틱(200) 및 제1 플라스틱(100) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접된 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 유색 플라스틱들 사이가 직접 용접될 수 있다.As described above, in the laser-welded plastic according to the fourth embodiment, the welding portion WP includes the first material of the first plastic 100 and the second material of the second plastic 200, and the welding portion WP By passing through the existing interface (IF) extending in the first direction (X) in the first direction (X) is directly connected between the first non-overlapping first plastic 100 and the second plastic 200, each other Since the degree of freedom of light transmittance of each of the neighboring second plastics 200 and the first plastics 100 is improved, the degree of freedom in material selection of the welded plastics is improved, and at the same time, the colored plastics can be directly welded.

이하, 도 6을 참조하여 제5 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 설명한다.Hereinafter, a plastic laser direct welding method according to a fifth embodiment will be described with reference to FIG. 6.

도 6은 제5 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.6 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to a fifth embodiment.

도 6을 참조하면, 우선, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 직접 접촉하는 접촉 영역(CA)을 형성한다.Referring to FIG. 6, first, a contact area CA in which the first plastic 100 and the second plastic 200 are in direct contact is formed.

구체적으로, 제1 플라스틱(100)의 단부에 위치하는 돌출부(110)가 제2 플라스틱(200)의 단부에 위치하는 함몰부(210)에 삽입한다. 이때, 접촉 영역(CA)은 제1 플라스틱(100)의 단부의 표면으로부터 돌출부(110)의 표면을 따라 연장된다. Specifically, the protrusion 110 located at the end of the first plastic 100 is inserted into the depression 210 located at the end of the second plastic 200. At this time, the contact area CA extends along the surface of the protrusion 110 from the surface of the end of the first plastic 100.

구체적으로, 접촉 영역(CA)에 레이저 빔(LB)과 레이저 빔(LB)으로부터 제2 방향(Y)으로 이격된 다른 레이저 빔(LB2)을 제2 플라스틱(200)의 단부 및 제1 플라스틱(100)의 단부의 상측에 제1 방향(X)으로 조사하여 접촉 영역(CA)의 일 부분을 제1 방향(X)으로 관통하는 용융 영역(MA) 및 용융 영역(MA)으로부터 제2 방향(Y)으로 이격되어 접촉 영역(CA)의 타 부분을 제1 방향(X)으로 관통하는 다른 용융 영역(MA2)을 형성한다.Specifically, the laser beam LB and another laser beam LB2 spaced apart from the laser beam LB in the second direction Y in the contact area CA are end portions of the second plastic 200 and the first plastic ( The second direction from the melting region MA and the melting region MA penetrating a portion of the contact area CA in the first direction X by irradiating in the first direction X to the upper end of the end portion 100) Separated in Y), another melting region MA2 penetrating another portion of the contact region CA in the first direction X is formed.

레이저 빔(LB)과 다른 레이저 빔(LB2)은 동시 발진하는 듀얼 레이저 빔을 형성할 수 있다.The laser beam LB and the other laser beam LB2 may form a dual laser beam that oscillates simultaneously.

용융 영역(MA)은 돌출부(110)를 관통할 수 있으며, 다른 용융 영역(MA2)은 함몰부(210)를 관통할 수 있다.The melting region MA may penetrate the protrusion 110, and the other melting region MA2 may penetrate the depression 210.

구체적으로, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 서로 가압되어 용융 영역(MA)및 다른 용융 영역(MA2)이 제2 방향(Y)으로 가압되도록, 제1 플라스틱(100)의 단부와 제2 플라스틱(200)의 단부를 제2 방향으로 서로 가압할 수 있다.Specifically, the first plastic 100 and the second plastic 200 are pressurized to each other so that the melting zone MA and the other melting zone MA2 are pressed in the second direction Y, so that the first plastic 100 The end portion and the end portion of the second plastic 200 may be pressed against each other in the second direction.

다음, 용융 영역(MA) 및 다른 용융 영역(MA2)이 고체화 되어 서로 용접되어 돌출부(110) 및 함몰부(210)에 의해 결합된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 서로 직접 용접된다.Next, the first plastic 100 and the second plastic 200 coupled by the protrusions 110 and the depressions 210 are welded to each other by solidifying the molten region MA and the other molten regions MA2 and directly contacting each other. To be welded.

이상과 같이, 제5 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은, 돌출부(110) 및 함몰부(210)에 의해 결합된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200)이 듀얼 레이저 빔인 레이저 빔(LB) 및 다른 레이저 빔(LB2)에 의해 직접 용접됨으로써, 용접된 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이가 밀폐된다.As described above, in the plastic laser direct welding method according to the fifth embodiment, the first plastic 100 and the second plastic 200 coupled by the protrusion 110 and the depression 210 are dual laser beams. By being directly welded by (LB) and another laser beam LB2, the welded between the first plastic 100 and the second plastic 200 is sealed.

즉, 플라스틱들 사이의 용접된 부분의 밀폐가 향상된 플라스틱 레이저 직접 용접 방법이 제공된다.That is, a plastic laser direct welding method with improved sealing of a welded portion between plastics is provided.

이하, 도 7을 참조하여 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 설명한다. 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 상술한 제5 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the laser-welded plastic according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. 7. The laser-welded plastic according to the sixth embodiment may be manufactured using the plastic laser direct welding method according to the fifth embodiment, but is not limited thereto.

도 7은 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.7 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to a sixth embodiment.

도 7을 참조하면, 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 제1 플라스틱(100), 제2 플라스틱(200), 용접부(WP)를 포함한다.Referring to FIG. 7, the laser-welded plastic according to the sixth embodiment includes a first plastic 100, a second plastic 200, and a welding part WP.

제1 플라스틱(100)은 공지된 일 폴리머 재료인 제1 재료를 포함한다. 제1 플라스틱(100)은 단부에 위치하는 돌출부(110)를 포함한다.The first plastic 100 includes a first material, which is one known polymer material. The first plastic 100 includes a protrusion 110 located at an end.

제2 플라스틱(200)은 제1 플라스틱(100)과 이웃한다. 제2 플라스틱(200)은 타 폴리머 재료인 제2 재료를 포함한다. 제2 플라스틱(200)에 포함된 제2 재료는 제1 플라스틱(100)에 포함된 제1 재료와 다른 재료일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 제1 재료와 동일한 재료일 수 있다. 제2 플라스틱(200)은 돌출부(110)가 삽입된 함몰부(210)를 포함한다.The second plastic 200 is adjacent to the first plastic 100. The second plastic 200 includes a second material that is another polymer material. The second material included in the second plastic 200 may be a different material from the first material included in the first plastic 100, but is not limited thereto and may be the same material as the first material. The second plastic 200 includes a depression 210 into which the protrusion 110 is inserted.

다른 실시예에서, 돌출부(110) 및 함몰부(210) 각각은 복수일 수 있으며, 복수의 돌출부(110)들은 제1 방향(X)으로 서로 이격될 수 있고, 복수의 함몰부(210)들은 돌출부(110)들에 대응하여 제1 방향(X)으로 서로 이격될 수 있다.In another embodiment, each of the protrusions 110 and the depressions 210 may be plural, the plurality of protrusions 110 may be spaced apart from each other in the first direction X, and the plurality of depressions 210 The protrusions 110 may be spaced apart from each other in the first direction X.

또한, 돌출부(110) 및 함몰부(210)의 형상은 다각형, 원형, 타원형, 원호형, 또는 루프형 등의 다양한 형상일 수 있다.In addition, the shape of the protrusion 110 and the depression 210 may be various shapes such as a polygon, a circle, an ellipse, an arc shape, or a loop shape.

용접부(WP)는 돌출부(110)를 관통하는 제1 서브 용접부(WP) 및 제1 서브 용접부(WP)와 이격되어 함몰부(210)를 관통하는 제2 서브 용접부(WP)를 포함한다.The welding part WP includes a first sub-welding part WP passing through the protruding part 110 and a second sub-welding part WP spaced apart from the first sub-welding part WP and penetrating the depression 210.

제1 서브 용접부(WP)는 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이의 계면(IF)의 일 부분을 제1 방향(X)으로 관통하며, 제2 서브 용접부(WP)는 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이의 계면(IF)의 다른 부분을 제1 방향(X)으로 관통한다. The first sub-welding portion WP penetrates a portion of the interface IF between the first plastic 100 and the second plastic 200 in the first direction X, and the second sub-welding portion WP is The other part of the interface IF between the one plastic 100 and the second plastic 200 penetrates in the first direction X.

제1 서브 용접부(WP)는 돌출부(110)의 시작 부분과 중첩할 수 있으며, 제2 서브 용접부(WP)는 함몰부(210)의 바닥 부분과 중첩할 수 있다.The first sub-weld portion WP may overlap the start portion of the protrusion 110, and the second sub-weld portion WP may overlap the bottom portion of the depression 210.

이상과 같이, 제6 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은, 용접부(WP)가 서로 결합된 제1 플라스틱(100)의 돌출부(110)를 관통하는 제1 서브 용접부(WP) 및 제2 플라스틱(200)의 함몰부(210)를 관통하는 제2 서브 용접부(WP)를 포함함으로써, 제1 플라스틱(100)과 제2 플라스틱(200) 사이의 용접된 부분의 밀폐가 향상된다.As described above, in the laser-welded plastic according to the sixth embodiment, the first sub-welding part WP and the second plastic part penetrating through the protrusion 110 of the first plastic 100 to which the welding part WP is coupled to each other ( By including the second sub-welding portion WP penetrating the recessed portion 210 of 200, sealing of the welded portion between the first plastic 100 and the second plastic 200 is improved.

즉, 용접된 부분의 밀폐가 향상된 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.That is, a laser welded plastic with improved sealing of the welded portion is provided.

이하, 도 8 및 도 9를 참조하여 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 설명한다.Hereinafter, a plastic laser direct welding method according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

도 8은 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9는 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 나타낸 단면도이다.8 is a flow chart showing a method of directly welding a plastic laser according to a seventh embodiment. 9 is a cross-sectional view showing a plastic laser direct welding method according to a seventh embodiment.

도 8 및 도 9를 참조하면, 적어도 3개의 플라스틱들을 순차적으로 중첩한다(S710)8 and 9, at least three plastics are sequentially stacked (S710).

구체적으로, 제3 플라스틱(300), 제4 플라스틱(400), 제5 플라스틱(500), 및 제6 플라스틱(600)은 공지된 다양한 고분자 재료를 포함할 수 있다. 또한, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)의 광 투과율은 공지된 다양한 광 투과율을 가질 수 있다. Specifically, the third plastic 300, the fourth plastic 400, the fifth plastic 500, and the sixth plastic 600 may include various known polymer materials. In addition, the light transmittance of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 may have various known light transmittances.

일례로, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)의 광 투과율은 70프로 이하일 수 있다. For example, the light transmittance of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 may be 70% or less.

즉, 제3 플라스틱(300) 및 제6 플라스틱(600)은 소재의 특성과 상관없이 공지된 다양한 플라스틱일 수 있다.That is, the third plastic 300 and the sixth plastic 600 may be various plastics known regardless of the characteristics of the material.

제3 플라스틱(300), 제4 플라스틱(400), 제5 플라스틱(500), 제6 플라스틱(600)을 순차적으로 적층하여 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)을 순차적으로 중첩시킨다. 이때, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각 사이의 계면(IF)들은 제2 방향(Y)으로 연장된다. 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각 사이의 계면(IF)들은 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각의 일부 또는 전체와 대응할 수 있다.The third plastic 300, the fourth plastic 400, the fifth plastic 500, and the sixth plastic 600 are sequentially stacked to sequentially overlap the third plastic 300 to the sixth plastic 600. . At this time, the interfaces IF between each of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 extend in the second direction Y. The interfaces IF between each of the third plastics 300 to sixth plastics 600 may correspond to some or all of each of the third plastics 300 to sixth plastics 600.

다음, 플라스틱들 중 최상층에 위치하는 플라스틱의 상면에 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 플라스틱들 사이의 계면(IF)들을 제1 방향(X)으로 관통하는 용융 영역(MA)을 형성한다(S720).Next, by melting the laser beam LB in the first direction X to the upper surface of the plastic located on the top layer of the plastics, the melting region MA passing through the interfaces IF between the plastics in the first direction X ) Is formed (S720).

구체적으로, 최상층에 위치하는 제6 플라스틱(600)의 상면에 제2 방향(Y)과 교차하는 제1 방향(X)으로 레이저 빔(LB)을 조사하여 제6 플라스틱(600)의 상면으로부터 제3 플라스틱(300)으로 용융 영역(MA)을 형성한다. 용융 영역(MA)은 제6 플라스틱(600)의 상면으로부터 계면(IF)들을 거쳐 제3 플라스틱(300)으로 연장된다. 용융 영역(MA)은 제6 플라스틱(600)으로부터 제3 플라스틱(300)으로 연장된다. 용융 영역(MA)은 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)들을 제1 방향(X)으로 관통한다.Specifically, the laser beam LB is irradiated in the first direction X intersecting the second direction Y to the upper surface of the sixth plastic 600 positioned on the uppermost layer to remove from the upper surface of the sixth plastic 600. 3 The melting region MA is formed of the plastic 300. The melting region MA extends from the upper surface of the sixth plastic 600 through the interfaces IF to the third plastic 300. The melting region MA extends from the sixth plastic 600 to the third plastic 300. The melting region MA penetrates the interfaces IF extending in the second direction Y in the first direction X.

레이저 빔(LB)은, 용융 영역(MA)이 제1 방향(X)으로 계면(IF)들을 관통할 수 있다면, 공지된 다양한 레이저 빔일 수 있다.The laser beam LB may be a variety of known laser beams as long as the melting region MA can penetrate the interfaces IF in the first direction X.

다음, 제1 방향(X)과 교차하는 제2 방향(Y)으로 플라스틱들을 가압하여 용융 영역(MA)을 가압한다(S730).Next, the molten region MA is pressed by pressing the plastics in the second direction Y intersecting the first direction X (S730).

구체적으로, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)이 서로 가압되어 용융 영역(MA)이 제2 방향(Y)으로 가압되도록, 제3 플라스틱(300)의 단부 내지 제6 플라스틱(600)의 단부를 제2 방향(Y)으로 서로 가압할 수 있다.Specifically, the ends of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 so that the third plastic 300 to the sixth plastic 600 are pressurized to each other so that the melting region MA is pressed in the second direction Y ) Can be pressed against each other in the second direction (Y).

다음, 용융 영역(MA)이 고체화 되어 서로 용접되어 서로 중첩된 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)이 서로 직접 용접된다.Next, the molten regions MA are solidified and welded to each other so that the third plastics 300 to sixth plastics 600 overlapping each other are directly welded to each other.

이상과 같이, 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법은, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)을 순차적으로 적층하여 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)들을 형성하고, 최상층에 위치하는 제6 플라스틱(600)의 상면에 고출력의 레이저 빔(LB)을 조사하여 제6 플라스틱(600)의 상면으로부터 계면(IF)들을 관통하여 제3 플라스틱(300)으로 연장된 용융 영역(MA)을 형성하고, 용융 영역(MA)을 제2 방향(Y)으로 가압하여 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각의 사이를 직접 용접함으로써, 상부에 위치하는 제6 플라스틱(600) 내지 하부에 위치하는 제3 플라스틱(300) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접하고자 하는 3개 이상의 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 3개 이상의 유색 플라스틱들 사이를 직접 용접할 수 있다.As described above, in the method of directly welding the plastic laser according to the seventh embodiment, the third plastics 300 to sixth plastics 600 are sequentially stacked to form interfaces IF extending in the second direction Y. And, by irradiating the laser beam (LB) of the high power on the upper surface of the sixth plastic 600 located on the top layer through the interface (IF) from the top surface of the sixth plastic 600 extends to the third plastic 300 By forming the molten region (MA) and pressing the molten region (MA) in the second direction (Y) to directly weld between each of the third plastic (300) to the sixth plastic (600), the agent located at the top 6 Since the degree of freedom of light transmittance of each of the plastics 600 to the third plastics 300 located at the bottom is improved, the degree of freedom in selecting materials of three or more plastics to be welded is improved and at the same time between three or more colored plastics. Can be welded directly.

즉, 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 3개 이상의 플라스틱들 사이를 직접 용접하는 플라스틱 레이저 직접 용접 방법이 제공된다.That is, a plastic laser direct welding method is provided for directly welding between three or more plastics with improved degrees of freedom in selecting materials for plastics.

이하, 도 10을 참조하여 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 설명한다. 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 상술한 제7 실시예에 따른 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Hereinafter, the laser-welded plastic according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. 10. The laser-welded plastic according to the eighth embodiment may be manufactured using the plastic laser direct welding method according to the seventh embodiment described above, but is not limited thereto.

도 10은 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱을 나타낸 단면도이다.10 is a cross-sectional view showing a laser-welded plastic according to the eighth embodiment.

도 10을 참조하면, 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은 순차적으로 중첩된 적어도 3개의 플라스틱들인 제3 플라스틱(300), 제4 플라스틱(400), 제5 플라스틱(500), 및 제6 플라스틱(600)과 용접부(WP)를 포함한다.Referring to FIG. 10, the laser-welded plastic according to the eighth embodiment is a third plastic 300, a fourth plastic 400, a fifth plastic 500, and a sixth plastic that are sequentially overlapped. Plastic 600 and a weld (WP).

제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각은 공지된 폴리머 재료들 중 선택된 재료들을 포함한다.Each of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 includes materials selected from known polymer materials.

제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)은 순차적으로 적층되어 중첩되어 있다.The third plastic 300 to the sixth plastic 600 are sequentially stacked and overlapped.

제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각의 사이에는 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)들이 위치한다.Interfaces IF extending in the second direction Y are positioned between each of the third plastic 300 to the sixth plastic 600.

용접부(WP)는 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 사이를 연결하며, 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각에 포함된 재료들을 포함한다. 용접부(WP)는 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600)이 레이저 빔에 의해 용융되고 다시 고체화된 부분일 수 있다.The welding part WP connects between the third plastic 300 to the sixth plastic 600, and includes materials included in each of the third plastic 300 to sixth plastic 600. The welding part WP may be a portion in which the third plastic 300 to the sixth plastic 600 are melted by a laser beam and solidified again.

용접부(WP)는 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각의 사이에 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)들을 제2 방향(Y)과 교차하는 제1 방향(X)으로 관통한다. 용접부(WP)는 제1 방향(X)으로 제6 플라스틱(600)의 상면으로부터 계면(IF)들을 관통하여 제3 플라스틱(300)으로 연장된다.The welding part WP has a first direction X intersecting the interfaces IF extending in the second direction Y between each of the third plastic 300 to the sixth plastic 600 in the second direction Y. ). The welding part WP extends to the third plastic 300 through the interfaces IF from the upper surface of the sixth plastic 600 in the first direction X.

이상과 같이, 제8 실시예에 따른 레이저 용접된 플라스틱은, 용접부(WP)가 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 각각의 재료들을 포함하고, 용접부(WP)가 제1 방향(X)으로 제6 플라스틱(600)의 상면으로부터 제2 방향(Y)으로 연장된 계면(IF)들을 관통하여 제3 플라스틱(300)으로 연장되어 제3 플라스틱(300) 내지 제6 플라스틱(600) 사이를 직접 연결함으로써, 상부에 위치하는 제6 플라스틱(600) 내지 하부에 위치하는 제3 플라스틱(300) 각각의 광 투과율의 자유도가 향상되기 때문에, 용접된 3개 이상의 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상되는 동시에 3개 이상의 유색 플라스틱들 사이가 직접 용접될 수 있다.As described above, in the laser-welded plastic according to the eighth embodiment, the welding part WP includes materials of each of the third plastic 300 to the sixth plastic 600, and the welding part WP has the first direction ( X) through the interface IF extending in the second direction (Y) from the upper surface of the sixth plastic 600 extends to the third plastic 300 to extend from the third plastic 300 to the sixth plastic 600 Since the degree of freedom of light transmittance of each of the sixth plastic 600 located at the top to the third plastic 300 located at the bottom is improved by directly connecting between them, the degree of freedom in selecting materials of three or more plastics welded While improving, it can be welded directly between three or more colored plastics.

즉, 용접된 플라스틱들의 소재 선정에 자유도가 향상된 3개 이상의 플라스틱들 사이가 직접 용접된 레이저 용접된 플라스틱이 제공된다.That is, a laser-welded plastic is directly welded between three or more plastics with improved degrees of freedom in material selection of the welded plastics.

이하 상술한 플라스틱 레이저 직접 용접 방법 및 레이저 용접된 플라스틱의 효과를 확인한 제1 실험예, 제2 실험예, 및 제3 실험예를 설명한다.Hereinafter, a first experimental example, a second experimental example, and a third experimental example confirming the effects of the above-described plastic laser direct welding method and laser-welded plastic will be described.

도 11은 제1 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 평면을 나타낸 사진이다.11 is a photograph showing a plane of laser-welded plastic according to the first experimental example.

도 11을 참조하면, 제1 실험예는 서로 이웃하여 비중첩하는 유색 플라스틱들을 레이저 빔으로 용접한 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조한 레이저 용접된 플라스틱이다.Referring to FIG. 11, the first experimental example is a laser-welded plastic manufactured using a plastic laser direct welding method of welding non-overlapping colored plastics adjacent to each other with a laser beam.

레이저 용접된 플라스틱의 평면을 참조하면, 용접 비드(Weld bead)에 의해 서로 이웃하여 비중첩하는 유색 플라스틱들이 직접 용접되었음을 확인하였다.Referring to the plane of the laser-welded plastic, it was confirmed that colored plastics that are non-overlapping adjacent to each other by a weld bead were directly welded.

도 12는 제2 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 단면을 나타낸 사진이다. 12 is a photograph showing a cross-section of a laser-welded plastic according to a second experimental example.

도 12를 참조하면, 제2 실험예는 서로 이웃하여 비중첩하는 유색 폴리에틸렌(PE) 플라스틱과 유색 폴리프로필렌(PP) 플라스틱을 레이저 빔으로 용접한 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조한 레이저 용접된 플라스틱이다.Referring to FIG. 12, the second experimental example is a laser welded plastic manufactured by using a laser direct welding method of a plastic welding of colored polyethylene (PE) plastics and colored polypropylene (PP) plastics that are non-overlapping adjacent to each other using a laser beam. to be.

레이저 용접된 플라스틱의 단면을 참조하면, 다른 부분 대비 돌출된 용접부에 의해 서로 이웃하여 비중첩하는 유색 폴리에틸렌(PE) 플라스틱과 유색 폴리프로필렌(PP) 플라스틱이 직접 용접되었음을 확인하였다.Referring to the cross-section of the laser-welded plastic, it was confirmed that colored polyethylene (PE) plastics and colored polypropylene (PP) plastics, which are non-overlapping adjacent to each other, are directly welded by a protruding weld portion compared to other parts.

도 13은 제3 실험예에 따른 레이저 용접된 플라스틱의 단면을 나타낸 사진이다. 13 is a photograph showing a cross-section of a laser-welded plastic according to a third experimental example.

도 13을 참조하면, 제3 실험예는 서로 중첩하는 유리섬유강화플라스틱(GFRP)와 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 레이저 빔으로 용접한 플라스틱 레이저 직접 용접 방법을 이용해 제조한 레이저 용접된 플라스틱이다.Referring to FIG. 13, a third experimental example is a laser welded plastic manufactured by using a laser direct welding method of a plastic laser welding a glass fiber reinforced plastic (GFRP) and a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) overlapping each other with a laser beam.

레이저 용접된 플라스틱의 단면을 참조하면, 다른 부분 대비 다른 형상을 가지는 용접부에 의해 서로 중첩하는 유리섬유강화플라스틱(GFRP)와 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)이 직접 용접되었음을 확인하였다.Referring to the cross-section of the laser-welded plastic, it was confirmed that the glass fiber reinforced plastic (GFRP) and carbon fiber reinforced plastic (CFRP) overlapping each other by welding parts having different shapes compared to other parts were directly welded.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

제1 플라스틱(100), 제2 플라스틱(200), 접촉 영역(CA), 용융 영역(MA), 제1 방향(X), 제2 방향(Y)The first plastic 100, the second plastic 200, the contact area CA, the melting area MA, the first direction X, the second direction Y

Claims

Forming a contact region in which the first plastic and the second plastic are in direct contact;
Irradiating a laser beam to the contact area in a first direction to form a melting area penetrating the contact area in the first direction; And
Pressing the melting region in a second direction intersecting the first direction
Plastic laser direct welding method comprising a.

In claim 1,
The step of forming the contact area is a method of directly welding a plastic laser, such that the first plastic and the second plastic overlap each other so that the contact area extends in the second direction.

In claim 2,
The forming of the molten region is a plastic laser direct welding method in which the molten region is performed to extend from the upper surface of the second plastic through the contact region to the first plastic.

In claim 1,
The step of forming the contact area is a plastic laser direct welding method in which the end portion of the first plastic and the end portion of the second plastic contact each other such that the contact region extends in the first direction.

In claim 4,
The step of forming the molten region is a plastic laser direct welding method in which the molten region is formed from the ends of the first plastic and the ends of the second plastic.

In claim 1,
The step of forming the contact area is such that a protrusion located at the end of the first plastic is inserted into a depression located at the end of the second plastic so that the contact area is from the surface of the end of the first plastic to the surface of the protrusion. Plastic laser direct welding method performed to be extended along.

In claim 6,
The step of forming the melting region,
Another melting beam that is spaced apart from the melting region in the second direction by irradiating another laser beam spaced apart from the laser beam in the second direction to the contact region in the first direction and passes through the contact region in the first direction. Forming an area
Plastic laser direct welding method comprising a.

In claim 1,
The step of pressing the melting region,
The plastic laser direct welding method performed by pressing the first plastic and the second plastic in the second direction.

A first plastic comprising a first material;
A second plastic neighboring the first plastic and including a second material; And
A welding part connecting between the first plastic and the second plastic and including the first material and the second material
It includes,
The welding part is laser welded plastic passing through an interface between the first plastic and the second plastic.

In claim 9,
The second plastic is laser welded plastic overlapping the first plastic.

In claim 9,
The second plastic is a laser welded plastic non-overlapping with the first plastic.

In claim 9,
The first plastic further includes a protrusion located at the end,
The second plastic is located at the end and further includes a depression in which the protrusion is inserted,
The welding portion,
A first sub-welded portion penetrating the projecting portion; And
A second sub-welding part spaced apart from the first sub-welding part and penetrating the recessed part
Laser welded plastic further comprising a.

Sequentially stacking at least three plastics;
Forming a melting region penetrating the interfaces between the plastics in the first direction by irradiating a laser beam in a first direction on an upper surface of the plastics located on the top layer of the plastics; And
Pressing the melting region by pressing the plastics in a second direction intersecting the first direction
Plastic laser direct welding method comprising a.

At least three plastics sequentially stacked; And
Welds penetrating the interfaces between the at least three plastics
It includes,
The welding portion is laser-welded plastic comprising materials included in each of the at least three plastics.