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采用DLMP®加工Halar®含氟聚合物

适合进行激光切割、打标和雕刻的各种Halar®件

相关名称:

Norton® ECTFE、Symalit® ECTFE

化学名:

乙烯-三氟氯乙烯共聚物(最常见)、聚(1-氯-1,2,2-三氟丁烷-1,4-二基)、乙烯-氯代三氟乙烯共聚物

厂商:

跨骏塑料、圣戈班高性能薄膜、索尔维特种聚合物®

Halar®是乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)的商品名,这是一种乙烯和三氟氯乙烯的热塑性共聚物。Halar由索尔维特种聚合物研发并投入市场。

Halar适用于需要高度耐腐蚀和超低渗透性的应用。甚至在高温和高浓度条件下,Halar也表现出对酸、溶剂、氧化剂和腐蚀性介质的出色耐受性。此外,该材料耐热抗火,具有用于电气绝缘的理想性能(即高电阻率和低介电常数)。

Halar的本色为灰白色,但偶尔也以黑色供货。也可以板材、棒材和粗纤维编织物的形式供货。

Halar®和DLMP®技术

Halar的材料特性(主要是耐热抗氧化)使其高度适应DLMP(数字激光材料加工)技术。这些特性对DLMP结果的影响在后面的栏目中详细讨论。

激光能量与Halar相互作用的效应是材料蚀除和材料改性。如果材料是Halar,可应用激光切割、激光雕刻和激光打标的工艺。激光能量可蚀除材料,以进行材料的切割、雕刻或打标,也可以改变表面性质以形成可见标记。这些工艺的每一种都在下面其相应的部分中讨论。

如需了解更多信息,请见我们的激光材料加工白皮书。

片材上的Halar®激光切割截口在棒材上标记序号的Halar®激光表面打标Halar®厚编织套管激光切割使用光纤激光器的Halar®激光表面二维码打标Halar®激光序号高对比度打标

材料蚀除

材料蚀除是去除材料的物理过程。该过程将材料从顶部到底部表面完全去除或从顶部向下到指定深度部分去除。

Halar是CO2激光能量(波长=10.6 μm)的优异吸收体。Halar吸收激光能量时,其迅速将光能转化为分子振动(热能)。在充分热量的作用下,Halar可经历快速熔化和汽化,这时其分子结构中各位置的分子键断裂。直接处于激光路径中的材料被烧蚀,成为蒸气,但没有碎片或变色。主要使用CO2激光器执行Halar的激光蚀除。

紧靠激光焦点或路径外侧的材料会传导一部分热量,但不足以完全和彻底地蚀除。这个区域通常称为热影响区,或HAZ。如果材料是Halar,基本上不会产生HAZ,因为Halar有很高的熔融温度,这意味着相邻表面可以经受住传导的热量,而不会出现过度熔融。根据DLMP概览中的讨论,通过针对给定的材料厚度选择适当的激光功率,可最大限度降低热效应。

材料改性

根据讨论,10.6 μm CO2激光器可用于在切割和雕刻过程中去除材料。然而,CO2激光器在形成鲜明对比方面效果不大。光纤激光器更适合完成此任务。Halar还会吸收1.06 μm光纤激光能量,并将其转化为热量。应用于表面的激光功率可得到严格控制,在不去除材料的情况下形成鲜明对比。得到的标记将会是黑色。该过程有时称为碳化,其不会留下任何残留物或粉末。

激光打标(表面)

可使用光纤激光器对Halar执行表面打标以传达信息,如数字、文本、条码甚至照片。标记是永久性的,在并展示出极佳的对比度,使其成为油墨方法极具吸引力的替代方案。该工艺非常适合于创建人读和机读的信息。

Halar®激光表面序号打标

组合工艺

可在Halar上应用多种工艺,无需移动或重新夹持材料。本示例图展示了如何将工艺组合,从片料中切割Halar,在材料中刻槽并在表面上标记序号。这些工艺的执行顺序由操作员控制。

Halar®激光切割、雕刻以及序号表面打标

环境、健康和安全考虑

激光材料相互作用几乎总是产生气态流出物和/或颗粒物。由于Halar的复杂聚合物化学反应,使用CO2激光器的激光加工将产生多种多样的含氟和含氯气体。最显著的是,此流出物包含氯化氢和氟化氢。根据政府法规,应将这些气体和颗粒物导向外部环境。或者,也可首先使用过滤系统处理流出物,然后导向外部环境。Halar耐高温,但如果提供有足够的激光能量,其也会经历放热反应。因此,应始终对Halar激光加工予以监督。