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3M®微小細胞ポリウレタンフォームのDLMP®による加工

関連する名称:

3M® 120XXプレミアム ポリウレタンフォーム

化学名:

該当なし

メーカー:

3M®

3M®微小細胞ポリウレタンフォーム製品は、接着剤で裏打ちされているかどうかに関係なく、熱硬化性のある微小細胞ポリウレタンフォームからできています。これらの製品には、優れた緩衝性、密封性、および非常に低い圧縮永久ひずみ特性による振動制御があります。ただし、オープンセル構造により、ガスや蒸気は材料を通り抜けることができます。この製品を3M接着剤で裏打ちすると、広範な温度範囲に対して高い初期粘着と優れたせん断強度が得られます。

これらのフォームは、高性能のガスケットおよびシール用途向けに設計されていますが、自動車、航空宇宙、電子機器、および医療産業においても、消音と振動制御の目的に使用されています。

3Mポリウレタンフォームは、密度240kg/m3と320kg/m3、厚さ1.59mmから12.7mmで生産されます。接着剤がない場合でも、接着剤の厚さ、キャリア、ライナーが多岐にわたる場合でも使用できます。3Mポリウレタンフォームの色はすべて黒です。

3M®ポリウレタンフォームおよびDLMP®技術

3MポリウレタンフォームがDLMP(デジタルレーザー加工)技術で簡単に加工できるのは、密度と熱硬化性が比較的低いことが大きな要因です。この性質がDLMPに与える影響については、以下のセクションで詳しく説明します。3Mポリウレタンフォームでのレーザーエネルギーにおいて最も有効な効果は、材料アブレーションです。3Mポリウレタンフォームの場合、レーザー切断およびレーザー彫刻加工が適用されます。これらの加工については、それぞれ以下のセクションで説明します。

詳細については、当社のレーザー加工に関するホワイトペーパーをご覧ください。

材料のアブレーション

材料のアブレーションとは、材料を取り除く物理的なプロセスのことを指します。材料は、上部から下部表面まで完全に除去されるか、材料の上部から指定された深さまで部分的に除去されます。

ポリウレタンは、CO2レーザーエネルギー(波長=10.6μm)の優れた吸収剤です。ポリウレタンがレーザーエネルギーを吸収するとき、光エネルギーをすばやく分子振動(熱)に変換します。このようなポリウレタンには熱硬化性があるため、十分な熱が加えられると短時間で化学分解を起こします。レーザー光路にある材料は蒸気と微粒子になり、きれいに除去されます。

この理由から、ポリウレタンフォームのレーザーアブレーションにはCO2レーザーが使用されるのが一般的です。レーザーの当たる所または光路のすぐ外側にある材料は一部の熱を伝導しますが、完全かつ徹底したアブレーションを行うには不十分です。熱の影響を受けるこの領域は、しばしば熱影響域(HAZ)と呼ばれます。3Mポリウレタンフォームの場合、低密度のフォーム構造であれば切断または彫刻に大量の熱負荷をかける必要がないため、HAZは事実上生成されません。さらに、ポリマーには熱硬化性があるため、溶解せずに熱に耐えることができます。

複合加工

3Mポリウレタンフォームには複数の加工を適用でき、材料を移動したり再固定したりする必要はありません。画像は、加工をどのように組み合わせると、3Mポリウレタンフォームをシートストックから切断したり、材料にひし形を彫刻したり、シリアル番号を彫刻したりできるかを示しています。

環境、衛生、および安全に関する考慮事項

レーザーと材料間の相互作用では、ほぼ常にガス状流出物や粒子が生成されます。この産物は熱硬化性ポリマーが基になっているため、材料は、溶解または沸騰するのではなく、主にカルバミン酸メチルや他のガスに化学分解します。気相流出物も生成され、その大部分は一酸化炭素で構成されます。これらのガスや粒子は、政府の規制に従って外部環境に排出する必要があります。あるいは、流出物を最初にろ過システムで処理してから外部環境に排出することもできます。一部の材料は、レーザー加工中に可燃性の副産物を生成する傾向があります。そのため、レーザー加工を常に監視する必要があります。