Xensation®氟橡胶

使用数字激光材料加工(DLMP®)技术加工Viton®

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:

  • Viton A
    六氟丙烯(HFP)和偏二氟乙烯(VDF或VF2)的共聚物
  • Viton B
    HFP、VF2和四氟乙烯(TFE)的三元共聚物
  • Viton F
    HFP、VF2和TFE 4的三元共聚物。
  • 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。


相关名称 FKM、Viton®、Tecnoflon®、氟弹性体


化学名不适用化学性质取决于FKM的牌号


厂商各家


Viton和DLMP®技术

Viton的材料特性(主要是耐热抗氧化)使其高度适应数字激光材料加工(DLMP®)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。


激光材料加工白皮书

图库

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。

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。

激光切割

激光切割就是材料从上表面到下表面沿指定路径完全去除和分离。


由于Viton具备的出色耐高温性,因此可对其实施高精度的切割。激光切割Viton得到的边缘光滑,不会出现热加工时常伴有的变色。对Viton执行激光切割将产生黑色细粉末,使用水性洗涤溶液很容易洗掉。示例中所示的基本能力可被扩展到几乎所有形状,甚至是复杂和间隔很近的切口。

Viton®激光切割出厚的形状
从Viton中激光切割出0.125”厚的形状

激光雕刻

激光雕刻是将材料从顶部向下去除到指定深度的过程。通过对激光器调制进行严格控制可以实现这一点。通过持续改变激光功率,可使用激光器雕刻出纹理、照片和各种信息(如文本和数字)。此示例显示了如何控制激光能量将材料去除到受控的深度。Viton在没有变色或熔融的情况下就能雕刻。与切割一样,激光雕刻Viton时将产生黑色细粉末,使用水性洗涤溶液很容易洗掉。

Viton®激光雕刻和形成的槽
通过激光雕刻在Viton中挖出0.04"的槽。

激光打标(深度)

激光能量用来在材料上产生条形码、日期/批次代码、序列号或零件号等人读和/或机读标识或信息时,可将这个过程认为是带深度的激光打标或激光深度打标,但其在本质上是对材料进行雕刻。

Viton®的序号激光雕刻,深部为序号
Viton中激光深度打标打出的序号

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
在Viton表面上使用光纤激光器打出的序号

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
激光切割、雕刻和表面打标的Viton

环境、健康和安全考虑事项

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。