Procesamiento del fluoroelastómero Viton® usando DLMP®

Varias piezas de Viton® ® adecuadas para corte, marcado y grabado láser

Nombres relacionados:

FKM®, Fluoroelastómero, Tecnoflon®

Nombres químicos:

No corresponde: La química depende del grado de FKM

Fabricantes:

DuPont™ Solvay Polymers®

Viton® es una clase de fluoroelastómeros termoendurecidos desarrollados por DuPont™ Performance Elastomers. Las resinas de Viton están compuestas de dos o más fluoropolímeros. En total, hay cuatro familias básicas de Viton: 1. Viton® A - Copolímero de hexafluoropropileno (HFP) y fluoruro de vinilideno (VDF o VF2) 2. Viton® B - Terpolímero de HFP, VF2, y tetrafluoroetileno (TFE) 3. Viton® F - Terpolímero de HFP, VF2 y TFE 4. Grados especiales, incluyendo GLT, ETP y GFLT - Típicamente incluyen alguna combinación de etileno, TFE y éter perfluoro-metil-vinílico (PMVE) para mejorar su resistencia química. El Viton se caracteriza principalmente por su resistencia a las altas temperaturas, químicos, oxidación atmosférica y la exposición al sol. Debido a estas propiedades, el Viton es adecuado para su uso en aplicaciones aeroespaciales, automotrices, químicas e hidráulicas exigentes. Viton está disponible en forma de láminas, tubos y cordones, y es de color negro.

Viton® y la Tecnología DLMP®

Las propiedades materiales del Viton, principalmente la resistencia al calor y oxidación, lo hacen altamente compatible con la tecnología DLMP® (Procesamiento digital de materiales mediante láser). La influencia de estas propiedades en los resultados del DLMP se describe en detalle en las siguientes secciones. Los efectos de la interacción de la energía láser con el Viton son la ablación y modificación del material. El diagrama a continuación ilustra los efectos y procesos posibles con base en las interacciones especiales entre la energía láser y el Viton. En el caso del Viton, se pueden aplicar procesos de corte, grabado y marcado láser. La energía láser puede hacer una ablación del material para cortar, grabar o marcar el material, o puede cambiar las propiedades de la superficie para crear una marca visible. Cada uno de estos procesos se describen en su respectiva sección a continuación. Para obtener más información, consulte nuestro Informe técnico de procesamiento de materiales mediante láser.

Corte láser de Viton® en empaquesCorte láser de Viton® con retroiluminación para mostrar el corte de sierraMarcado láser en superficie de Viton® para código QRCorte láser de Viton® en muestras gruesas y delgadasMarcado láser de Viton® con profundidad alrededor del radio

Ablación de material

La ablación de material es un proceso físico que remueve material. Un sistema láser puede eliminar la totalidad del material desde la superficie superior hasta la inferior (comúnmente conocido como "corte láser,"), o puede eliminar el material parcialmente desde la parte superior del material hasta una profundidad determinada (comúnmente conocido como "marcado láser"). El Viton es un material que tiene una absorción excelente de la energía láser de CO2 (longitud de onda = 10,6 μm). Cuando el Viton absorbe energía láser, rápidamente convierte la energía óptica en vibraciones moleculares (calor). Con suficiente calor, el Viton sufre de degradación térmica, donde los enlaces moleculares se rompen en varios puntos de su estructura molecular. El material que está directamente en la ruta del láser es extraído, creando vapor y un fino polvo negro. Se emplean exclusivamente láseres CO2 para la ablación láser del Viton. El material justo por fuera del punto focal o ruta del láser conducirá algo de calor, pero no lo suficiente para que haya ablación completa y total. A esta área con frecuencia se le llama zona afectada por el calor o HAZ. En el caso del Viton, prácticamente no se crea una HAZ porque el Viton posee una alta temperatura de degradación; las superficies adyacentes pueden soportar el calor conducido sin deformarse. Como se describe en la descripción general de DLMP, los efectos del calor se pueden minimizar seleccionando la potencia adecuada para el espesor del material.

Modificación de las propiedades del material

Como se describió anteriormente, los láseres CO2 de 10,6 μm son muy útiles para la remoción de material con fines de corte y grabado. Sin embargo, los láseres CO2 no son efectivos para crear contraste. Los láseres de fibra son más adecuados para este trabajo. El Viton también absorbe la energía del láser de fibra de 1,06 μm y la convierte en calor. La potencia aplicada a la superficie puede ser controlada estrictamente, para crear contraste sin remover material. La marca resultante será de color marrón claro. Este proceso, en ocasiones llamado blanqueado o espumado, no deja residuos ni polvo.

Marcado láser (Superficie)

Se puede marcar la superficie del Viton con un láser de fibra para inscribir información, como números, texto, códigos de barras e incluso fotografías. La marca es permanente y presenta buen contraste, haciéndola una alternativa atractiva a los métodos con tinta. Aunque no tiene marca particularmente brillante, este proceso es suficiente para la creación de información legible por humanos y máquinas.

Número de serie marcado en superficie de Viton® con un láser de fibra

Procesos combinados

Se pueden aplicar múltiples procesos al Viton sin tener que mover o reajustar el material. Este ejemplo demuestra cómo se pueden combinar procesos para cortar Viton de una lámina estándar, grabar un canal en el material y marcar un número de serie en la superficie. El grabado y marcado se hacen típicamente antes del corte en los procesos combinados.

Corte, grabado y marcado láser de superficie de Viton®

Consideraciones de salud, seguridad y ambiente

Las interacciones del láser con el material casi siempre crean emanaciones gaseosas o particuladas. Debido a su compleja química de polímero, el procesamiento mediante láser de Viton usando un láser CO2 produce una amplia variedad de gases que contienen flúor. Más notablemente, esta emanación contiene fluoruro de carbonilo y fluoruro de hidrógeno. Estos gases y partículas deben ser conducidos al ambiente exterior de conformidad con las reglamentaciones gubernamentales. Alternativamente, las emanaciones pueden ser tratadas primero con un sistema de filtrado y luego conducidas al ambiente exterior. El Viton es resistente a altas temperaturas, pero puede tener reacciones exotérmicas si se le proporciona suficiente energía láser. Por lo tanto, el procesamiento mediante láser del Viton siempre debe ser supervisado.