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采用DLMP®加工Viton®氟弹性体

适合进行激光切割、打标和雕刻的各种Viton®件

相关名称:

FKM®、氟弹性体、Tecnoflon®

化学名:

不适用 – 化学性质取决于FKM的牌号

厂商:

杜邦索尔维聚合物®

Viton®是一类热固性氟弹性体,由杜邦高性能弹性体开发。Viton树脂两种或以上的含氟聚合物组成。Viton总计有四个基本系列:

1. Viton® A - 六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF或VF2)的共聚物
2. Viton® B - HFP、VF2和四氟乙烯(TFE)的三元共聚物
3. Viton® F - HFP、VF2和TFE 的三元共聚物。
4. 特殊牌号,包括GLT、ETP和GFLT - 通常包括乙烯、TFE和全氟甲基乙烯基醚(PMVE)的组合,以得到更高的耐化学性

Viton以其耐高温、耐化学性、耐空气氧化和耐日光暴露闻名。由于Viton的这些性能,所以适合用于航空、汽车、化学和液压应用领域中的严苛环境。Viton可采用板材、管材和线材形式提供,颜色为黑色。

Viton®和DLMP®技术

Viton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Viton相互作用的效应是材料蚀除和材料改性。下图显示了基于激光能量与Viton之间独有的相互作用而产生的效应和可能的加工工艺。如果材料是Viton,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。

Viton®激光切割出的垫片Viton®激光切割,用背光显示切口Viton®激光表面打标打出的二维码Viton®激光切割出的厚薄样品绕管径的Viton®激光深度打标

材料蚀除

材料蚀除是去除材料的物理过程。激光系统可将材料从上表面到下表面完全去除(通常称为"激光切割、"),或者其可将材料从顶部向下到指定深度进行部分去除(通常称为"激光打标")。Viton是CO2激光能量(波长=10.6 μm)的优异吸收体。Viton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,Viton可经历热降解,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蚀除,形成蒸气和细微黑色粉末。专门使用CO2激光器执行Viton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Viton,因为Viton具有很高的降解温度,所以基本上不会产生HAZ;相邻表面可以经受住传导的热量,而不会出现变形。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。Viton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。得到的标记将为浅棕色。这种工艺有时称为漂白或发泡,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Viton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。虽然不是特别明亮的标记,但该工艺已足以创建人类和机器可读的信息。

Viton®光纤激光打标打出的序号

组合工艺

可在Viton上应用多种工艺,而没有必要移动或重新夹持材料。本例展示了如何将工艺组合,从片料中切割Viton,在材料中刻槽,并在表面标记序号。在此组合工艺中,通常在切割之前执行雕刻和打标。

Viton®激光切割、雕刻和表面打标

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Viton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气体。最显著的是,此流出物包含碳酰氟和氟化氢。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。Viton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Viton激光加工予以监督。