レーザー技術を用いた微細表面プラスチックの加工 ja-us

微細表面プラスチック

デジタルレーザー加工（DLMP^®）技術を使用した微細表面プラスチック加工

微細表面プラスチック（「彫刻家のプラスチック」とも呼ばれる）は、CO₂レーザーシステム用に特別に設計された、ポリマーベースの2部位から成る材料です。2部位は、非常に薄い最上層（約0.001インチまたは0.025mm）と、対照的な色をもつ厚い底層から成っています。これらはキャップとコアと呼ばれます。キャップ層は、艶消し、サテン、または光沢仕上げのベタ色で、その他には、真鍮やアルミニウムに似せた金属充填剤や印刷された木目のようなキャップ層があります。コア層は、通常は黒または白のような高コントラストのベタ色です。微細表面プラスチックには紫外線安定剤も含まれており、屋外での使用に適しています。

使用されるプラスチック化学は、通常はアクリルおよびスチレンポリマーおよび共重合体をブレンドしたものです。スチレンは、密集したアクリルの構造を分解し、柔軟性を付与するための共重合体として使用されます。より純粋な形態のアクリルと同様に、微細表面プラスチック製品は、集光された赤外線エネルギーの下で容易に解重合します。

関連名称

彫刻家のプラスチック

化学名

該当なし

製造会社

Rowmark^®

微細表面プラスチックとDLMP®技術

微細表面プラスチックをデジタルレーザー加工（DLMP ^®）に適合させる、重要な要因はその特定の高分子化学特性です。この物質は、酸化して炭化する可能性がある他の物質とは異なり、急速な解重合および蒸発を起こします。

微細表面プラスチックとレーザーエネルギーの最も有用な効果は、素材のアブレーションです。

レーザー加工ホワイトペーパー

微細表面プラスチックにレーザー彫刻された店のショーウィンドウのクレジットカード表示

素材のアブレーション

素材のアブレーションは、素材の上部から底部に、または上部から特定の深さまで部分的に素材を除去する物理的なプロセスです。

微細表面プラスチックのような有機ポリマーは、CO₂レーザーエネルギー（波長=10.6μm）の優れた吸収材です。ポリマーがレーザーエネルギーを吸収すると、光エネルギーを分子振動（熱）に急速に変換します。急速な化学的解重合は十分な熱で発生します。解重合は、ポリマーが反復化学単位に分解されるプロセスです。レーザーパス内の素材は、蒸気中としてアブレーションされます。この流出物はまた、固体充填剤や顔料などの微粒子が含まれていることがあります。レーザースポットまたはパスのすぐ外側にある素材は、ある程度の熱を伝導しますが、完全かつ徹底した燃焼およびアブレーションには不十分です。熱影響のこの領域は、しばしば熱影響域（HAZ）と呼ばれます。微細表面プラスチックでは、HAZは最小限です。新たに露出した表面は、粘着性のある残渣の層で被覆されていることがあります。この残渣は、変性アルコールなどの一般的な溶媒で除去することができます。除去しないと残渣は一晩で硬化します。

レーザー切断

レーザー切断は、決められたパスに沿って素材を表面から底面まで完全除去をして分離します。

微細表面プラスチックは、DLMP技術を使用して切断するのが理想的です。レーザー切断で作製されたエッジは、実質的に変色を示しません。切断されたエッジに変性されたアルコールまたは他の一般的な溶剤で容易に除去されるわずかな残渣が残るだけです。溶媒の使用が実現可能ではない場合、残渣はほとんどの場合一晩で硬化します。

この例では、微細表面プラスチックのシートから切り取られた丸いエッジを持つシンプルな正方形を示しています。切断エッジから、プラスチックのコア（下）層が見えます。ここに示された基本能力は、たとえ複雑で密接配置の切断であっても、ほぼすべての形状にまで広げることができます。

レーザーマーキングおよび彫刻

レーザーエネルギーを使用して、人も機械も判読可能なIDまたは情報（バーコード、日付／ロットコード、シリアル番号、または部品番号など）を材料に作製する場合、この加工はレーザーマーキングと呼ばれます。コントラストを伴ってまたは伴わずに深さが作製されると、この加工プロセスはレーザー彫刻と呼ばれます。微細表面プラスチックのレーザーマーキングおよびレーザー彫刻は、有用なコントラスト（すなわちマーク）作製のために材料除去をしなければならないため同様の加工です。画像例には、微細表面プラスチック上にマーキングまたは彫刻された英数字が示されています。

材料の改質

材料の改質は、特性や外観を変化させる物理的な加工を指します。レーザーマーキングは、微細表面プラスチックでは有用な結果をもたらしません。レーザーと材料間の相互作用によって表面が融解するため、表面にマークが形成されません。

複合加工

材料を動かしたり再固定したりすることなく、複数の加工を微細表面プラスチックに適用することができます。この例は、加工を組み合わせることで、正方形や円形を切断し、微細表面プラスチックおよびDLMP技術を使用してマーキングや彫刻を行うことができることを示しています。

環境、健康および安全に関する考慮事項

レーザー素材の相互作用は、ほとんどの場合、ガス状流出物や粒子、またはその両方を生成します。CO²レーザーを使用した微細表面プラスチック（RowmarkLaserMark®ブランド）を加工すると、主にジエチルエーテル、シクロプロパンカルボン酸、酢酸、アクリル酸エチル、イソ酪酸メチル、プロピオン酸などを含む蒸気が発生します。微細表面プラスチックの加工からの流出液は、外部環境に排出しなければなりません。あるいは、最初にフィルターシステムで処理した後、外部環境に排出することもできます。このようなアクリルおよびスチレン系製品のレーザー加工から生じる蒸気は可燃性です。微細表面プラスチックのレーザー加工は、常に監視をする必要があります。