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Traitement du fluoropolymère Halar® avec la technologie DLMP®

Différentes pièces en Halar® adaptées à la découpe, au marquage et à la gravure par laser

Noms associés :

Norton® ECTFE, Symalit® ECTFE

Noms chimiques :

éthylène-chlorotrifluoroéthylène (le plus courant), poly(1-chloro-1,2,2-trifluorobutane-1,4-diyl), poly(éthène-co-chlorotrifluoroéthène)

Fabricants :

Quadrant Plastics Saint-Gobain High Performance Films Solvay Specialty Polymers®

Halar® est le nom commercial de l'éthylène-chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), un copolymère thermoplastique d'éthylène et de chlorotrifluoroéthylène. Le Halar a été développé et est commercialisé par Solvay Specialty Polymers. Le Halar est intéressant dans les applications qui exigent un haut degré de résistance à la corrosion et une perméabilité ultra faible. Même à haute température et concentration élevée, le Halar présente une excellente résistance aux milieux acides, solvants, oxydants et caustiques. Il est en outre résistant à la chaleur et à la flamme et possède des propriétés souhaitables pour l'isolation électrique (haute résistivité, faible constante diélectrique). La couleur naturelle du Halar est blanc cassé mais il est parfois disponible en noir. Il est disponible en plaque, tige et gros tissage.

Halar® et technologie DLMP®

Les propriétés matérielles du Halar, principalement la résistance à la chaleur et à l'oxydation, le rendent extrêmement compatible avec la technologie DLMP (Digital Laser Material Processing, traitement digital des matériaux au laser). La façon dont ces propriétés influencent les résultats de la technologie DLMP est exposée en détail dans les sections qui suivent. Les effets de l'interaction de l'énergie laser avec le Halar sont l'ablation et la modification de la matière. Dans le cas du Halar, les procédés de découpe, de gravure et de marquage par laser peuvent être appliqués. L'énergie laser peut séparer la matière à couper, graver ou marquer la matière ou encore modifier les propriétés de la surface pour créer une marque visible. Chacun de ces procédés est exposé dans sa section respective ci-dessous. Pour des informations plus détaillées, consultez notre Livre blanc Traitement des matières par laser.

Saignée découpée au laser sur plaque dans du Halar®Surface de Halar® marquée au laser avec numéro de série sur tigesGainage tressé épais découpé au laser dans du Halar®Surface de Halar® marquée au laser à fibre dans code 2DHalar® marqué au laser avec numéro de série en relief

Ablation de la matière

L’ablation de matière est un procédé physique qui retire de la matière. La matière est complètement retirée de la surface supérieure à la surface inférieure ou partiellement à partir de la surface supérieure jusqu'à une profondeur spécifiée. Le Halar est un excellent absorbant d'énergie laser CO2 (longueur d'onde = 10,6 μm). Lorsque le Halar absorbe l'énergie laser, il convertit rapidement l'énergie optique en vibrations moléculaires (chaleur). Avec une chaleur suffisante, le Halar fond et se vaporise rapidement et les adhérences moléculaires sont rompues à différents points de sa structure moléculaire. La matière située directement sur le passage du laser est séparée, créant des vapeurs mais sans débris ni décoloration. Les lasers CO2 sont principalement employés pour l'ablation au laser du Halar. La matière située juste à l'extérieur du point focal ou du passage du laser conduit une certaine chaleur, toutefois insuffisante pour une ablation complète. Cette zone est souvent appelée zone affectée par la chaleur ou ZAC. Dans le cas du Halar, une ZAC minime est créée, car sa température de fusion est élevée ; les surfaces adjacentes peuvent supporter la chaleur conduite sans fusion excessive. Comme indiqué dans la présentation générale de la DLMP, les effets de la chaleur peuvent être réduits en sélectionnant la puissance appropriée en fonction de l'épaisseur d'une matière.

Modification des propriétés de la matière

Comme indiqué, les lasers CO2 à 10,6 μm sont très utiles pour retirer de la matière dans le but de découper ou de graver. Les lasers CO2 sont toutefois inefficaces pour créer du contraste. Les lasers à fibre sont mieux adaptés pour cette tâche. Le Halar absorbe également l'énergie laser à 1,06 μm et la convertit en chaleur. La puissance appliquée à la surface peut être contrôlée avec précision pour créer un contraste sans retirer de matière. Le marquage qui en résulte est noir. Ce procédé, parfois appelé carbonisation, ne laisse ni résidu, ni poudre.

Marquage au laser (surface)

Le Halar peut être marqué en surface avec un laser à fibre pour communiquer des informations telles que numéros, texte, codes-barres et même photographies. Le marquage est permanent et présente un bon contraste, offrant une alternative séduisante aux méthodes d'encrage. Ce procédé est bien adapté pour créer des informations lisibles par les humains et les machines.

Halar® marqué au laser en surface avec numéro de série

Traitements combinés

Plusieurs traitements peuvent être appliqués au Halar sans déplacer ou re-fixer la matière. L'exemple illustré démontre comment les traitements peuvent être combinés pour découper le Halar de la plaque, graver une rainure dans la matière et marquer un numéro de série en surface. L'opérateur peut contrôler l'ordre de ces traitements.

Halar® découpé, gravé et marqué en surface au laser avec numéros de série

Considérations en matière d'environnement, de santé et de sécurité

Les interactions entre laser et matière créent toujours des effluents gazeux et/ou des particules. En raison de sa chimie polymère complexe, le traitement du Halar avec un laser CO2 produit un ensemble de fluor et de chlore contenant des gaz. Cet effluent contient plus particulièrement de l'acide chlorhydrique et du fluorure d'hydrogène. Ces gaz et particules doivent être acheminés vers un environnement extérieur, conformément aux réglementations gouvernementales. L’effluent peut également être traité avec un système de filtration avant d’être dirigé vers un environnement extérieur. Le Halar est résistant aux températures élevées et peut être soumis à des réactions exothermiques si l'énergie laser est suffisante. C'est pourquoi le traitement au laser du Halar doit toujours être supervisé.