Espuma de poliuretano microcelular 3M™

Proceso de espuma de poliuretano microcelular 3M™ con tecnología de procesamiento digital de materiales mediante láser (DLMP®)

Los productos de Espuma de poliuretano microcelular 3M™ consisten de una espuma termoendurecible de poliuretano microcelular, con o sin reverso adhesivo. Estos productos demuestran buen control de amortiguación, sellado y vibración, debido a sus propiedades de muy baja compresión. Sin embargo, la estructura celular abierta permite que los gases y vapores atraviesen el material. Cuando se reviste con adhesivos 3M, este producto proporciona alta fuerza de adhesión inicial y excelente resistencia al corte en una amplia gama de temperaturas.


Estas espumas fueron diseñadas para aplicaciones de empaques y sellos de alto rendimiento, pero también tienen aplicaciones en los sectores automotrices, aeroespaciales, electrónicos y médicos para fines de amortiguación acústica y control de vibración.


La espuma de poliuretano 3M™ se produce en densidades de 240 kg/m3 (15 lb/ft3) y 320 kg/m3 (20 lb/ft3) y espesores desde 1,59 mm (0,0625") hasta 12,7 mm (0,5"). Está disponible sin adhesivo, y en una diversidad de espesores de adhesivo, soportes y revestimientos. Todas las espumas de poliuretano de 3M son de color negro.


Nombres relacionados

Espuma de poliuretano premium 120XX 3M™


Nombres químicos

N/D


Fabricantes

3M™


La Espuma de poliuretano 3M™ y la tecnología DLMP®

La densidad relativamente baja y la química de termoendurecido son los factores clave que hacen fácil procesar la Espuma de poliuretano 3M™ con tecnología DLMP. La forma en que esta propiedad influye en el resultado de la tecnología de Procesamiento digital de materiales mediante láser (DLMP) se describe en detalle en las siguientes secciones. El efecto más útil de la energía láser en la Espuma de poliuretano 3M™ es la ablación del material. En el caso de la Espuma de poliuretano 3M™, aplican los procesos de corte y grabado láser. Cada uno de estos procesos se describen en su respectiva sección a continuación.


Informe técnico de procesamiento de materiales mediante láser

Galería

Ablación de material

La ablación de material es un proceso físico que remueve material. El material es removido completamente desde la superficie superior hasta la inferior, o parcialmente, desde la parte superior del material hasta una profundidad determinada.


El poliuretano es un material que tiene una absorción excelente de la energía láser de CO2 (longitud de onda = 10,6 μm). Cuando el poliuretano absorbe energía láser, rápidamente convierte la energía óptica en vibraciones moleculares (calor). Debido a que este tipo de poliuretano es termoendurecido, la suficiente temperatura conduce a descomposición química rápida. El material que está directamente en la ruta del láser es extraído limpiamente por ablación transformándose en vapor y partículas finas.


Por estas razones, se emplean comúnmente los láseres CO2 para la ablación de la espuma de poliuretano. El material justo por fuera del punto o ruta del láser conducirá algo de calor, pero no lo suficiente para que haya ablación completa y total. A esta área de efecto térmico con frecuencia se le llama zona afectada por el calor o HAZ. En el caso de la Espuma de poliuretano 3M™, prácticamente no se crea HAZ debido a que la estructura de baja densidad de la espuma no requiere cargas de temperatura fuertes para cortar o grabar. Adicionalmente, el polímero es termoendurecido, por lo que puede soportar calor sin fundirse.

Corte láser

El corte láser es la remoción y separación completa del material, desde la superficie superior hasta la superficie inferior, a lo largo de una ruta designada.


Debido a su alta temperatura de servicio y baja densidad, la Espuma de poliuretano 3M™ se remueve limpiamente del material a granel. Los bordes que resultan del corte láser son suaves y sin la decoloración algunas veces asociada con los procesos térmicos. Esto se demuestra en el siguiente ejemplo con un corte láser con forma de diamante de 0,25” (6,35 cm) de espesor en Espuma de poliuretano 3M™.

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El corte láser de este producto produce muy pocos desechos y en la mayoría de los casos queda listo para usar. Para secciones más gruesas, se puede usar un paño húmedo para limpiar los residuos sólidos. La capacidad básica que se muestra puede extenderse a casi cualquier forma, incluso con cortes complejos y poco espaciados.


Cuando se usa con un revestimiento adhesivo, también es posible hacer cortes parciales. El corte parcial es un tipo de corte selectivo en que se remueve la capa superior del material, pero la capa inferior permanece intacta. Esto es posible porque el láser puede ser modulado con precisión sobre toda el área de trabajo. Las siguientes tres imágenes muestran un ejemplo de cómo se puede aplicar un proceso de corte parcial a la Espuma de poliuretano 3M™. La espuma y el adhesivo de la forma deseada se desprenden, dejando el revestimiento intacto.


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Grabado láser

El grabado láser es el proceso mediante el cual el material es removido desde la superficie superior hasta una profundidad determinada. Esto es posible debido al control preciso de la modulación láser. Al variar continuamente la potencia del láser, el grabado láser puede usarse para reproducir texturas, fotografías e información como texto y números. Este ejemplo muestra cómo la energía láser puede ser controlada para remover material hasta una profundidad controlada. La Espuma de poliuretano 3M™ puede ser grabada limpiamente, sin decoloración o fusión, por las mismas razones que permiten que sea cortada limpiamente.

Canal grabado con láser en espuma de poliuretano microcelular 3M™ en forma de diamante
Un canal de 3,9” x 2,4” (99 mm x 61 mm) creado mediante grabado láser

Marcado láser (Profundidad)

Cuando se usa energía láser para producir una identificación o información legible por un hombre o una máquina en un material, como un código de barras, un código de fecha o lote, un número de serie o número de pieza, el proceso se considera marcado láser con profundidad o marcado de profundidad láser, si bien es esencialmente un grabado en el material. La imagen de este ejemplo muestra un número de serie en una Espuma de poliuretano 3M™ usando marcado de profundidad láser.

Espuma de poliuretano microcelular 3M™ marcada con láser en profundidad con un número de serie
Número de serie, fuente de 24 puntos aplicada a Espuma de poliuretano 3M™ usando marcado de profundidad láser

Procesos combinados

Se pueden aplicar múltiples procesos a la Espuma de poliuretano 3M™ sin tener que mover o reajustar el material. Esta imagen demuestra cómo se pueden combinar procesos para cortar la Espuma de poliuretano 3M™ de una lámina estándar, y grabar una forma de diamante y un número de serie en el material.

Corte láser de Espuma de poliuretano microcelular 3M™ en forma de diamante
Un corte láser de 5” x 3” (127 mm x 76 mm) con forma de diamante de 0,25” (6,35 mm)

Consideraciones de salud, seguridad y ambiente

Las interacciones del láser con el material casi siempre crean emanaciones gaseosas o particuladas. Debido a que este producto está basado en un polímero termoendurecido, el material se degradará químicamente en carbamato de metilo, en vez de hervir o fundirse. También se genera la fase de emanaciones gaseosas, que se componen principalmente de monóxido de carbono. 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. Algunos materiales tienden a generar productos inflamables durante el procesamiento mediante láser. De esta forma, el procesamiento mediante láser siempre debe ser supervisado.