CN1956836A - 提供激光熔接的产品的方法和激光熔接的产品 - Google Patents

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Abstract

激光熔接分层产品的方法,所述分层产品包括在辐射波长具有高吸收的两层(44、46),其中,将一层(44)熔接到具有更低吸收的材料(42)上,而且其中,在激光熔接的层(42、44)和另一高吸收层(48)之间提供散射层(48)从而散射透过所述第一层高吸收层(44)的任何射线以防另一高吸收层(46)的过度受热。

Description

提供激光熔接的产品的方法和激光熔接的产品
本发明方法涉及提供激光熔接的产品,其中,通过在两个吸收构件之间提供散射物质而防止激光辐射线到达除了被熔接的层之外的吸收层。
这在分层产品中特别有意义,其中,被激光熔接的各构件之一与另一个可能不利地受没有吸收于激光熔接层的射线影响的吸收构件贴合。
可能有这种情况的一类产品是造口术用袋(ostomy bag),其中,希望实际上首先提供袋状包膜(bag envelope),它包括相互贴合的两层,而且其中,一个构件随后要被激光熔接到所述两层中的一层而不影响另一层。
辐射在进行或引起不同的加工中的应用例如可见于:GB 1528452,US 5 702 771,US 6 326 450,US 6 492 019,US 6 248 974,US 6229 114,WO 02/23962,EP 1331635,EP 0476865,EP 0126787,WO00/20157,WO 03/007080和DE 101 58 016以及见于Russek U A等:“laser beam welding of thermoplastics(热塑性塑料的激光束熔接),Proc.SPIE-the international society for opticalengineering:photon processing in microelectronics andphotonics(微电子学和光子学中的光加工)II:San jose,CA,USA,Jan 27-302003,Vol.4977,2003,pages 458-472,Bachmann F G:“laser welding of polymers using high-power diode lasers(应用高能二极管激光器进行的聚合物激光熔接)”,Proc of SPIE,vol.4637,2002,p:505-518,以及“laserstrahlschweissen vonThermoplasten in Durchstrahl-verfahren”2000年2月1日,BASFAG,AWETA THERMOPLASTE,Ludwigshafen,DE。
在第一方面,本发明及一种通过沿预定方向将射线发射到第一构件和第二构件之间的界面而将所述两个构件相互熔接的方法,该方法包括:
1.提供第一构件,该构件在所述方向具有相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1>0.4mm-1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.提供第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数,μa3,所述第三吸收系数低于所述第一和第二吸收系数,
3.放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第一层以前沿所述方向透过所述第二构件,
4.沿辐射方向,在所述第一层和第二层之间提供第三层,该第三层在所述波长具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
5.沿所述方向提供射线,该射线:
-透过所述第二构件,
-加热所述第一层以便将所述第一层熔接到所述第二构件上,和
-已经透过所述第一层的射线被所述第三层散射。
在本文中,所述第一构件的第一层和第二层可能是例如通过熔接(激光熔接或热熔接、点焊等)、粘合、超声熔接或高频熔接相互贴合的两个单独的层,或者它们可由同一材料层(它被折叠而形成所述两层)制作。
在其中将所述第一层熔接到所述第二层的加热步骤中,透过所述第一层和所述第二构件的射线将被所述第三层既沿朝向所述第一层的方向又沿远离所述第二层的其它方向散射。所以,实际到达所述第二层的射线的强度比到达所述第三层的强度小得多。
射线从其向所述构件发射的方向通常是至少基本上垂直于所述构件的共同平面(general plane)的方向。然而,这仅仅是提供射线的一种方式。实际方向可能与所述构件呈任意角度,只要所述构件沿辐射方向的次序正确即可。
在本文中,所述第三层的散射可按任何合适的方式提供,例如通过在其中掺入促进散射的粉末或纤维或者提供促进散射的第三层的表面。该表面可能是粗糙的,例如喷沙的。
通常,所述第二构件的吸收系数不重要,只要它不是大到使射线过度地加热所述第二构件或者射线到达所述第二构件和所述第一层之间的界面之前所述第二构件吸收太多的射线。
另一方面,μa1可能大于0.6mm-1,例如大于1.0mm-1,优选大于2.0mm-1,例如大于4.0mm-1,以保证第一层的足够吸收和加热。
同样,μa2可能大于0.4mm-1,例如大于1.0mm-1,优选大于2.0mm-1,例如大于4.0mm-1,当然还可能与μa1相等。
在本文中,所述第一层和所述第二构件相互邻接或贴近,所以在加热所述第一层(第一层的材料可能因此体积增大)时,两层将接触而且所述第一层还将加热所述第二构件以便将两种材料熔接在一起。
此外,所述第三层的散射系数愈大,从所述第三层发射的射线漫射就愈多。所以,μs可能大于0.6mm-1,例如大于1.0mm-1,优选大于2.0mm-1,例如大于4.0mm-1
当然,为了防止所述第三层在激光熔接以前动来动去,步骤4可能包括将所述第三层固定到所述第一层和/或所述第二层上。该固定可按任何合适的方式进行,例如使用粘合剂、热熔接或静电,或者在将所述第一层与所述第二层相互固定的操作中固定所述第三层。
在一个优选的实施方案中,步骤5包括沿所述方向并且在第一层和第二层的共同平面中预定的第一个位置或预定的、多个位置的第一个分布图(pattern)提供射线,所述第一层和第二层在所述平面中预定的第二个位置或预定的、多个位置的第二个分布图相互贴合,所述第一个位置或第一个分布图与所述第二个位置或第二个分布图是不同的。在该情况下,第三层优选作为单一一片材料或者作为一些不同的材料片存在于所述平面中,存在于所有所述第一个位置或第一个分布图中。
所以,在该实施方案中,在所述第一个位置或第一个分布图将所述第一和第二构件相互激光熔接,这可能是连续熔接或者点焊(或其组合),而且在激光熔接处以外的其它一个或多个位置将所述第一和第二层相互贴合。当然,这些位置可能不同,因为激光熔接可不依赖于该固定作用而进行。
在另一个实施方案中,步骤2包括在所述第一层和第二层的共同平面中提供具有预定外形的第二构件,而且步骤6包括沿所述方向并且在所述平面内预定的第一轮廓内提供射线,所述外形在平面内包围所述第一轮廓的至少一部分。这类产品的一个实例将是造口术用袋,其中一个连接构件要被激光熔接到囊包膜的一侧,并且其中所述连接构件与囊包膜的激光熔接实际上是在形成囊包膜的两层的接合处(attachment)的轮廓内部(所述平面内)进行的。所以,按照这种方式,在保证所述连接构件(所述第二构件)熔接到囊的一侧(所述第一层)上的情况下,当在囊内部提供所述第三层时另一侧(所述第二层)不被熔接到所述第一侧上。
因此,可在将所述连接构件实际热熔接到所述囊上之前提供(热熔接等)所述囊包膜。当然,这与应用粘合剂还是机械连接方式操作所述连接方法无关。
通常,有利的是,如果步骤1包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第二层,而且其中步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。这可能是对发射到所述第一层的射线强度的限制(但这随后可能在激光熔接中存在问题)或者对选择所述第二层的材料或由所述第三层进行的散射的需求。
当然,对于所述第三层来说可能也是一样,因为所述第三层可能接触或邻近所述第二层,从而在那附近被加热。因此,优选的是,步骤3也包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第三层,而且其中步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
在一个实施方案中,步骤4包括提供在所述波长具有吸收系数μa的第三层,其中μs>(1/10)*μa。按照这种方式,所述第三层的总功能性是其中的散射而不是会加热所述第三层的吸收。
在另一方面,本发明涉及一种通过沿预定方向将射线发射到第一构件和第二构件之间的界面而将所述两个构件相互熔接的方法,该方法包括:
1.提供所述第一构件,该构件在所述方向具有相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数μa1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.提供所述第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数μa3,μa3>μa1和μa3>0.4mm-1
3.放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第二构件以前沿所述方向透过所述第一层,
4.沿辐射方向,在所述第二构件和所述第二层之间提供第三层,该第三层在所述波长具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
5.沿所述方向提供射线,该射线:
-透过所述第一层,
-加热所述第二构件以便将所述第一层熔接到所述第二构件上,和
-已经透过所述第二构件的射线被所述第三层散射。
在这个方面,所述第一层和所述第二构件的作用和位置已经互换了。不必存在其它差异。所述第一或第二方面可根据如下因素选择,即,希望所述第一和第二层是同种材料的还是由同一层材料构成,以及第一层是否具有促进激光熔接的足够高的吸收系数。
于是再一次,步骤4可能包括将所述第三层固定到所述第一层或所述第二层。
还有,步骤5可能包括沿所述方向并且在第一层和第二层的共同平面中预定的第一个位置或预定的、多个位置的第一个分布图提供射线,所述第一层和第二层在所述平面中预定的第二个位置或预定的、多个位置的第二个分布图相互贴合,所述第一个位置或第一个分布图与所述第二个位置或第二个分布图是不同的。
此外,步骤1可能包括提供所述第一层和第二层,这两层沿所述第一层和第二层的共同平面中第一、预定的外形相互贴合,其中步骤2包括提供在所述平面中具有预定的第一轮廓的第二构件,所述外形完全包围所述第一轮廓,而且其中步骤6包括沿所述方向并且在所述平面内的所述预定的第二外形中提供射线。
最后,步骤1可能包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第二层,而且其中步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
第三方面涉及一种激光熔接的构件,它沿预定的方向包括:
1.第一构件,它包括相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1>0.4mm-1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数μa3,该第三吸收系数低于所述第一和第二吸收系数,放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第一层以前沿所述方向透过所述第二构件,
3.第三层,它沿辐射方向放置在所述第一层和第二层之间,并且具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及其中,将所述第一层熔接到所述第二构件上,将所述第三层与所述第一和第二层中的一个贴合并且不与所述第一和第二构件中的另一个贴合。
这个激光熔接的构件可能是一个包括一个囊的造口术用袋,其中一个连接构件熔接到所述囊上。
本发明第四和最后一个方面涉及一种激光熔接的构件,它沿预定的方向包括:
1.第一构件,它包括相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数,μa3>μa1和μa3>0.4mm-1,放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第二构件以前沿所述方向透过所述第一层,
3.第三层,它沿辐射方向放置在所述第二构件和所述第二层之间,并且具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及其中,将所述第一层熔接到所述第二构件上,将所述第三层与所述第一和第二层中的一个贴合并且不与所述第一和第二构件中的另一个贴合。
如前所示,所述第三和第四方面可根据如下因素选择,即,所述第一层的吸收系数以及是否希望在所述第一和第二层具有某些共同的特性(或不同的特性)。如前所述,所述第三层优选在所述波长具有一个吸收系数μa,其中,μs>0.4mm1而且μa<4mm-1
本发明的构件例如可能是造口术用袋,其中在囊包膜内熔接一个用于容纳气体过滤器的室。
下文将参照附图描述本发明的优选实施方案,其中:
图1说明了两个部件的激光熔接,
图2说明了中间具有一个吸收层的两个部件的激光熔接,
图3说明了根据一个优选实施方案的激光熔接中获得的剥离强度。
图4说明了本发明的一个优选方法。
图1说明了透明部件20向吸收部件30的激光传输熔接。激光透过上部的透明部件20并且在两个部件20和30之间的界面10处在下部的吸收部件30中被吸收。
部件20的吸收系数优选不太高,因为这将引起射线在到达需要射线的界面以前被吸收。然而,只要部件20的吸收不损坏该部件,就可能很好地既有一些射线的吸收又有散射。
图示了两条线11和12。这些线描述了两种情况下射线的透过深度-或熔化的体积。
如果吸收部件30不在任何实质程度上散射激光,光线将透到如线11所示的深度。
如果吸收部件30还散射激光,如线12所示,光线透过将减少。该效应当然是透入深度随材料30中散射的增大而逐渐减小。
两种情况下吸收了相同的总能量,这意味着,当材料30中发生激光散射时,靠近界面10吸收了更多的能量,因而达到了更高的界面温度。
该效应可用于降低材料30中吸收剂的量。在其中材料20和30的颜色至关重要的一些应用中可能希望这样。在例如聚合物中难于寻找和掺合这类吸收剂,这些吸收剂在例如红外区具有足够的吸收,但在可见范围对于吸收或反射(颜色)只有很小的影响。
在图1中,吸收和散射都在可能是均质的材料30中进行。但是,这些效应可能是分开的。图2中说明了这一点,图2图解了三个部件20、30和40的激光传输熔接。
在该情况下,材料20的作用是相同的,但是现在主要的吸收是在材料30中提供的,两条线11和12说明了当材料40在有关波长具有或没有足够高的散射系数时,射线的透入深度(熔化的体积)。材料或部件40在所述波长不需具有任何吸收系数。
材料30和40在熔接以前可合并/贴合成一个部件或者它们可构成单独的部件。激光透入透明的部件20,而且一部分在吸收部件30中被吸收。
如果下方部件40不散射激光,激光将透入线11所示的深度。如果下方部件40也散射激光,如线12所示透入40的激光将减少。
两种情况下吸收了相同的总能量,这意味着,当40中发生激光散射时,30中吸收了更多的能量,所以,在界面10、50处达到了更高的界面温度。
可见,在图2中,材料30可用于连接材料20和40,这是由于其中均匀的强度分布以及由此得到的均匀的温度分布,这提供材料30与材料20和40中每一个之间的良好熔接。
应用如图1所见的结构进行了试验,而且测试了熔接件的抗张强度。
测试了两类材料,其中,用材料20(它是如下实施例的透明材料)和材料30(它是如下实施例的吸收材料)进行了第一组试验。图3中的细线阐述了这些试验。
在第二组材料中,材料20又是如下实施例的透明材料,而且材料30是如下实施例的吸收和散射材料(其最终TiO2浓度是2wt%)。图3中的粗线阐明了这些试验。所以,与第一组材料相比,材料30含有一定量的平均粒径为300nm的TiO2(它散射射线)。
改变谱线能量(按距离计的辐射强度-J/mm)以便研究强度对散射差异的影响。
图3的结果很清楚,因为可以看到,当材料30包括更高的散射系数时,在更低谱线能量下获得了强熔接件。这说明了,散射增大了界面处的辐射强度从而改善了更低能量下的熔接。
在更高能量下,通过目视检查样品可见,采用第一组材料的熔接件由于材料的破裂而破裂,而采用第二组材料的熔接件剥离,这表明熔接处是弱部位,并且可能是在太高的温度下形成的。
还有,在高的谱线能量下,第一组材料中的材料30由于通过该材料吸收的大强度通常导致脱色或损坏。
实施例
通过注模法制作了三类工件(49×49×1mm^3)。
透明件:低密度聚乙烯(LDPE,DuPont-Dow的Engage 8401)或其它类型的聚乙烯或聚乙烯/乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
吸收件:将相应于0.02wt.%的最终总浓度的一定量的红外线吸收剂(Avecia的PRO-JET 830 NP)溶于少量矿物油中并且与Engage8401混合。
PRO-JET 830NP在800nm波长处具有最大吸收,光谱半宽度为~110nm,可容易地将它与聚乙烯混合。在聚乙烯中0.02wt.%的浓度下,在800nm处的吸收系数(μa)和散射系数(μs)分别是~0.9mm-1和~0.3mm-1
用于聚合物的激光熔接的红外线吸收剂应当可与聚合物混溶,并且它的浓度导致在激光熔接波长处足够的吸收和散射。用于激光熔接的商品化激光二极管通常具有在800nm至980nm范围内的发射波长。在该波长范围内具有足够的吸收的红外线吸收剂可选自下组物质:亚硝基化合物、花青、尼格(洛辛)、三苯基甲烷、imminium和diimminium、squaurilium和croconium、nickel dithiolenes和相关化合物,醌、酞菁(phtalocyanine)、偶氮化合物、靛苯胺(indoaniline)和其它化合物。这样的化合物的结构式可见于例如Infrared Absorbing Dyes”(红外吸收染料)(Topics in appliedchemistry),ed.M.Matsuoka,Plenum Press,New York,1990。可将这样的染料改性以便可与待熔接的聚合物混合或者可呈有色形式生产这样的染料,随后将它们与聚合物混合。将染料与聚合物混合的方法包括染料与聚合物在溶剂中或高真空下的共沉淀[参见例如T.Hiraga等,“Properties and application of organicdye associatesin polymer matrices”,Thin Solid Films 273(1996)l90-194]。还可将染料分子以共价键连接到聚合物链上[参见例如A.Costela等,“Efficient and highly photostable solid-state dye lasersbased on modified dipyrromethene.BF2 complexes incorporatedinto solid matrices of poly(methyl methacrylate),Appl.Phys.B 76(2003)365-369]。
吸收和散射件:通过掺合制备了一种母炼胶(master batch),该母炼胶含有在Engage 8401中的10wt.%颜料白6(未处理的金红石型TiO2,平均晶粒尺寸为300nm,例如PRECOLOR a.s.的PRETIOXR-200M)。将不同量的母炼胶与Engage 8401和一定量的溶于矿物油的PROJET 830 NP(相应于0.02wt.%的最终总浓度)混合。
应用波长为808nm的二极管激光器、2mm的光束直径以及功率和速率的不同组合进行了激光熔接实验。
对熔接件进行了拉伸测试。图3显示了破坏时的负荷,作为定义为功率/速率的谱线能量的函数。
采用如下列文献所述的综合球形装置(integrated sphere set-up)测定了漫反射率和总透射率,B.C.Wilson in“Optical-ThermalRespons of Laser-Irradiated Tissue”,ed.A.J.Welch and M.J.C.van Gemert,Plenum Press NY 1995 chapter 8。
假设各向同性散射和1.5的折射率,应用增添-加倍算法(adding-doubling algorithm)将测定的数据转化为吸收和散射系数(S.A.Prahl:“Optical property measurements using the inyerseadding-doubling algorithm″,Oregon Medical Laser Center,Portland OR,Jan 1999http://omlc.ogi.edu/software/iad/index.html)。
  μa(mm-1)   μs(mm-1)
  LDPE   ~0.1   ~0.1
  LDPE+吸收剂   0.9   0.3
  LDPE+吸收剂+0.25%TiO2   0.9   2.2
  LDPE+吸收剂+0.5%TiO2   0.9   2.8
  LDPE+吸收剂+1%TiO2   0.9   4.8
  LDPE+吸收剂+2%TiO2   0.9   11.0
上表显示了对一些包含或不含吸收剂(PRO-JET 830 NP)和包含不同量TiO2的样品测定的吸收系数和散射系数。
在图4中,图示了一个优选的实施方案,其中,应用在一个或多个预定的位置提供给构件42和44之间的界面的激光50,将构件42(它对于给定的波长至少是基本透明的)激光熔接到在所述波长有吸收的构件44上。
将构件44贴合到也在所述波长吸收的构件46,于是对所述界面提供激光50可能导致足够的激光透射构件44并且照射到构件46上,从而加热构件46。所以,可能得到的结果是,构件46实际上被激光熔接到构件44上,这不是目的。
本发明的构件44和46可能是袋(例如造口术用袋)的两侧,而构件42可能是将附着在袋上的连接件,以促进所述袋与衬垫薄片(mounting wafer)或与人体的连接。
所以,为了防止构件46的过热,在构件44和46之间提供了一层48。该层48适合在所述波长的散射以防它到达构件46(或至少减小强度)。
同时,可能防止或者实际上实现构件48附着在构件44上,这是由于构件44被射线加热和由于构件48进行的散射将反射至少一部分射线返向和进入构件44,也促进在构件44和48之间的界面处的加热。
可能希望的是,构件48不被连接到构件44或46中的任一个上并且可能相对于这些构件自由移动,例如在袋中,如果构件44和46构成袋的一部分的话。
或者,可能希望的是,构件48被连接到构件44或46中的一个上,以防它离开它散射射线所在的位置。
应注意,构件48的形状优选适应提供射线50的任何形式从而获得所要求的熔接。
作为在构件44之外(从构件46看)熔接构件42的备选方案,可在构件44和46之间提供构件42,于是构件44在所述波长将吸收很少或不吸收射线,而且所述构件将具有促进熔接的足够的吸收。
然后,将把构件48置于构件42和构件46之间。再一次,构件48可被固定到构件42和46之一或者可相对于这些构件自由地移动。
结合了后一结构的产品可能是造口术袋,其中,构件42和44之间的空间可用于容纳为了给所述袋排气而配备的肠胃气滤器。
图4还图示了从射线50的方向看到的实施方案。可见,处于这些构件的平面内的构件42具有完全位于构件44的外形44′内部的轮廓42′,在所述外形44′处构件44可被贴合到或固定到构件46上。所以,按照这种方式,如果在将构件42激光熔接到构件44上以前将构件44和46相互贴合,构件44和46将由于散射构件48的作用不被激光相互熔接。
在本实施方案中,描述并且作为薄片状构件图示了构件42、44、46和48。当然,这不是所要求的。同样可以使用更厚的构件。此外,不要求构件44和46沿整个外周相互贴合。它们在预定的部位或点贴合就够了。

Claims (18)

1.一种通过沿预定方向将射线发射到第一构件和第二构件之间的界面而将所述两个构件相互熔接的方法,该方法包括:
1.提供第一构件,该构件在所述方向具有相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1>0.4mm-1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.提供第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数,μa3,所述第三吸收系数低于所述第一和第二吸收系数,
3.放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第一层以前沿所述方向透过所述第二构件,
4.沿辐射方向,在所述第一层和第二层之间提供第三层,该第三层在所述波长具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
5.沿所述方向提供射线,该射线:
-透过所述第二构件,
-加热所述第一层以便将所述第一层熔接到所述第二构件上,和
-已经透过所述第一层的射线被所述第三层散射。
2.权利要求1的方法,其中,步骤4包括将所述第三层固定到所述第一层。
3.权利要求1的方法,其中,步骤4包括将所述第三层固定到所述第二层。
4.前述权利要求任一项的方法,其中,步骤5包括沿所述方向并且在第一层和第二层的共同平面中预定的第一个位置或预定的、多个位置的第一个分布图提供射线,所述第一层和第二层在所述平面中预定的第二个位置或预定的、多个位置的第二个分布图相互贴合,所述第一个位置或第一个分布图与所述第二个位置或第二个分布图是不同的。
5.前述权利要求任一项的方法,其中,步骤2包括在所述第一层和第二层的共同平面中提供具有预定外形的第二构件,而且其中,步骤6包括沿所述方向并且在所述平面内预定的第一轮廓内提供射线,所述外形在平面内包围所述第一轮廓的至少一部分。
6.前述权利要求任一项的方法,其中,步骤1包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第二层,而且其中,步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
7.前述权利要求任一项的方法,其中,步骤3包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第三层,而且其中,步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
8.前述权利要求任一项的方法,其中,步骤4包括提供在所述波长具有吸收系数μa的第三层,其中μs>(1/10)*μa。
9.一种通过沿预定方向将射线发射到第一构件和第二构件之间的界面而将所述两个构件相互熔接的方法,该方法包括:
1.提供所述第一构件,该构件在所述方向具有相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数μa1,而第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.提供所述第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数μa3,μa3>μa1和μa3>0.4mm-1
3.放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第二构件以前沿所述方向透过所述第一层,
4.沿辐射方向,在所述第二构件和所述第二层之间提供第三层,该第三层在所述波长具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
5.沿所述方向提供射线,该射线:
-透过所述第一层,
-加热所述第二构件以便将所述第一层熔接到所述第二构件上,和
-已经透过所述第二构件的射线被所述第三层散射。
10.权利要求9的方法,其中,步骤4包括将所述第三层固定到第一层。
11.权利要求9的方法,其中,步骤4包括将所述第三层固定到所述第二层。
12.权利要求9~11任一项的方法,其中,步骤5包括沿所述方向并且在第一层和第二层的共同平面中预定的第一个位置或预定的、多个位置的第一个分布图提供射线,所述第一层和第二层在所述平面中预定的第二个位置或预定的、多个位置的第二个分布图相互贴合,所述第一个位置或第一个分布图与所述第二个位置或第二个分布图是不同的。
13.权利要求9~13任一项的方法,其中,步骤1包括提供所述第一层和第二层,这两层沿所述第一层和第二层的共同平面中第一、预定的外形相互贴合,其中,步骤2包括提供在所述平面中具有预定的第二外形的第二构件,该外形完全包围所述第二轮廓,而且其中,步骤6包括沿所述方向并且在所述平面内的所述预定的第二外形中提供射线。
14.权利要求9~13任一项的方法,其中,步骤1包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第二层,而且其中,步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
15.权利要求9~14任一项的方法,其中,步骤3包括提供具有至少预定的最低熔化温度的第三层,而且其中,步骤5包括提供具有预定强度的射线以便透过所述第二构件并且加热所述第二层的任何射线没有足够的强度将所述第二层加热到所述预定的最低温度。
16.一种激光熔接的构件,它沿预定的方向包括:
1.第一构件,它包括相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1>0.4mm-1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数μa3,该第三吸收系数低于所述第一和第二吸收系数,放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第一层以前沿所述方向透过所述第二构件,
3.第三层,它沿辐射方向放置在所述第一层和第二层之间,并且具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
其中,将所述第一层熔接到所述第二构件上,将所述第三层与所述第一和第二层中的一个贴合并且不与所述第一和第二构件中的另一个贴合。
17.一种激光熔接的构件,它沿预定的方向包括:
1.第一构件,它包括相互贴合的第一层和第二层,所述第一层在射线波长具有第一吸收系数,μa1,而所述第二层在所述波长具有第二吸收系数,μa2>0.1mm-1
2.第二构件,该构件沿所述方向在所述波长具有第三吸收系数,μa3>μa1和μa3>0.4mm-1,放置所述第二构件以致其邻接或贴近所述第一层,所以射线在透入所述第二构件以前沿所述方向透过所述第一层,
3.第三层,它沿辐射方向放置在所述第二构件和所述第二层之间,并且具有散射系数,μs>0.4mm-1,以及
其中,将所述第一层熔接到所述第二构件上,将所述第三层与所述第一和第二层中的一个贴合并且不与所述第一和第二构件中的另一个贴合。
18.权利要求16或17的构件,其中,所述第三层在所述波长具有吸收系数μa,其中μs>0.4mm-1和μa<4mm-1
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