icon-learn-ru
icon-explore-ru
icon-evaluate-ru
icon-discover-ru
icon-build-ru
icon-consider-ru

Обработка фторполимера Halar® с помощью DLMP®

Various Halar® Pieces Suitable for Laser Cutting, Marking, and Engraving

Связанные названия:

Norton® ЭХТФЭ, Symalit® ЭХТФЭ

Химические названия:

этиленхлортрифторэтилен (наиболее распространенное), поли(1-хлор-1,2,2-трифторбутан-1,4-диил), поли(этен-со-хлортрифторэтен)

Производители:

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

Halar® является торговым наименованием этиленхлортрифторэтилена (ЭХТФЭ) — термопластичного сополимера этилена и хлортрифторэтилена. Материал Halar был разработан и выпускается компанией Solvay Specialty Polymers. Halar используется в тех областях применения, где требуется высокая степень коррозионной стойкости и сверхнизкая проницаемость. Даже при высокой температуре и концентрации Halar обладает высочайшей стойкостью к кислотам, растворителям, окислителям и едким средам. Кроме того, он характеризуется теплостойкостью и огнеупорностью и обладает желательными свойствами для электрической изоляции (т. е. высоким удельным сопротивлением, низкой диэлектрической постоянной). Halar в естественном виде имеет почти белый цвет, но иногда доступен в черном цвете. Материал выпускается в виде листов, стержней и ткани грубого плетения.

Halar® и технология DLMP®

Свойства материала Halar, в первую очередь теплостойкость и окислительная стойкость, делают его хорошо совместимым с технологией DLMP (Цифровой лазерной обработки материалов). Влияние этих свойств на результаты DLMP подробно обсуждается в следующих разделах. Результатом взаимодействия лазерной энергии с материалом Halar является абляция материала и модификация материала. Halar хорошо поддается процессам лазерной резки, лазерной гравировки и лазерной маркировки. Под воздействием лазерного излучения происходит абляция материала при резке, гравировке или маркировке, либо изменение свойств поверхности при создании видимого изображения. Каждый из этих процессов обсуждается в соответствующем разделе ниже. Дополнительную информацию см. в Отчете о применении технологии лазерной обработки материалов.

Halar® Laser Cut Kerf on SheetHalar® Laser Surface Marked with Serial Number on RodsHalar® Thick Braided Sleeving Laser CutHalar® Laser Surface Marked with Fiber Laser into 2D CodeHalar® Laser High Marked with Serial Number

Абляция материала

Абляция материала представляет собой физический процесс удаления материала. Материал удаляется полностью от верхней до нижней поверхности материала или частично от верхней поверхности до заданной глубины. Halar является превосходным поглотителем энергии CO2-лазера (длина волны = 10,6 мкм). Когда материал Halar поглощает энергию лазера, он быстро преобразует оптическую энергию в молекулярные колебания (тепло). При достаточном нагревании Halar подвергается быстрому плавлению и выпариванию, когда молекулярные связи в разных точках его молекулярной структуры разрушаются. Материал, непосредственно попадающий в зону лазерного луча, удаляется в виде пара без образования твердого остатка и обесцвечивания. Для лазерной абляции материала Halar используют главным образом CO2-лазеры. Материал, расположенный за пределами фокусного пятна или траектории лазера, поглощает некоторое количества тепла, но его недостаточно для глубокой и полной абляции. Эта область часто называется зоной теплового воздействия, или ЗТВ. В случае с материалом Halar формирующаяся ЗТВ минимальна, поскольку Halar обладает высокой температурой плавления; прилегающие поверхности могут выдерживать проводимое тепло без значимого плавления. Как обсуждалось в обзоре DLMP, тепловые эффекты можно минимизировать, выбирая подходящую мощность для каждой конкретной толщины материала.

Изменение свойств материала

Как уже обсуждалось, CO2-лазеры с длиной волны 10,6 мкм часто используются для удаления материала при резке и гравировке. Однако CO2-лазеры неэффективны при необходимости создания контраста. Волоконные лазеры лучше подходят для этой задачи. Материал Halar также поглощает энергию волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм и превращает ее в тепло. Мощность, с которой лазер воздействует на поверхность, можно точно контролировать, чтобы создать контрастность без удаления материала. Полученное изображение будет черного цвета. Этот процесс, иногда называемый карбонизацией, не оставляет остатка или порошка.

Лазерная маркировка (поверхностная)

Для отражения информации, такой как цифры, текст, штрихкоды и даже фотографии, Halar может быть поверхностно маркирован волоконным лазером. Изображение является долговечным и достаточно контрастным, что делает его привлекательной альтернативой методам с использованием чернил. Этот процесс вполне подходит для создания изображения, которое может быть считано человеком или устройством.

Halar® Laser Surface Marked with Serial Number

Комбинированный процесс

К материалу Halar может быть применен ряд процессов обработки без необходимости перемещать или повторно крепить материал. В этом примере показано, как процессы можно комбинировать, чтобы вырезать деталь из листового материала Halar, выгравировать канавку в материале и нанести на поверхность серийный номер. Порядок выполнения этих процессов контролируется оператором.

Halar® Laser Cut, Engraved, and Surface Marked with Serial Numbers

Вопросы охраны окружающей среды, здоровья и обеспечения безопасности

Взаимодействие лазера с материалом всегда сопровождается образованием газовых выбросов и/или частиц. Из-за сложного химического состава полимеров лазерная обработка материала Halar с использованием СО2-лазера сопровождается выделением широкого спектра фтор- и хлорсодержащих газов. Наиболее значимым является тот факт, что отходы содержат соляную кислоту и фторид водорода. Эти газы и частицы должны выводиться во внешнюю среду в соответствии с государственными нормативными требованиями. В качестве альтернативы они могут сначала обрабатываться системой фильтрации, а затем выводиться во внешнюю среду. Материал Halar устойчив к высоким температурам, но может подвергаться экзотермическим реакциям при достаточной энергии лазера. Поэтому процесс лазерной обработки материала Halar всегда должен контролироваться.