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La tecnología de corte láser se ha convertido en una herramienta importante para el manejo de plástico en la fabricación moderna, debido a su alta precisión, alta eficiencia y flexibilidad. Sin embargo, no todos los plásticos son adecuados para el corte láser. Este artículo combina la investigación de la industria y las prácticas técnicas, resume 10 plásticos más adecuados para el corte con láser y analiza sus características, soluciones de aplicaciones y precauciones para ayudar a las empresas a optimizar sus procesos de producción.
acrílico (PMMA) - El "Rey transparente" del corte láser
1. Ventajas del núcleo: características de corte de alta precisión y protección ambiental
Calidad a nivel óptico
- La rugosidad de la superficie de corte Ra≤0.8 μm (cerca del efecto del espejo), y el sensor de luz es del 92% (mayor que 85% del vidrio ordinario).
- Los bordes sin gramo son adecuados para marcas translúcidas de alta gama, lentes ópticas, paneles y otras aplicaciones de precisión.
Manejo ambiental y seguro
- ISO 21904-1 Los estándares de emisión se encuentran y no producen humo irritante.
- Zona afectada térmica <0.1 mm (prueba ASTM D1003), sin el riesgo de amarillamiento y ruptura después del uso a largo plazo.
2. Selección de equipos láser y optimización de procesos
co₂laser (40-100w)
- La mejor coincidencia de longitud de onda (10.6 μm) permite una velocidad de corte máxima de placas de 3 mm de 15 m/min.
- Es rentable y eficiente en energía, 60% menos que los láseres UV, y es adecuado para el procesamiento a gran escala de palabras publicitarias y cajas de luz.
láser ultravioleta (355nm)
- La precisión de la clasificación diferencial (ancho de línea mínimo de 20 μm), adecuado para el procesamiento de catéteres médicos, chips microfluídicos, etc.
- La tecnología de tratamiento de frío, sin deformación del estrés térmico, para garantizar errores dimensionales de las partes biomédicas <± 5 μm.
3. Casos de aplicación de la industria típicos
campo de señalización publicitaria
- 90% de los símbolos acrílicos del mundo son el corte láser (datos de investigación de la industria).
- La relación de eficiencia de mecanizado de la tabla de 5 mm no es necesaria para CNC.
Productos PMMA de grado médico
- Pasada de biocompatibilidad de clase VI de USP para pautas quirúrgicas, conchas transparentes, etc.
- Automático (121 ° C) para cumplir con los requisitos reutilizables.
PETG - La opción preferida para el corte médico y de alimentos
Ventajas del núcleo: certificación de seguridad y corte de alta limpieza
- PETG es FDA 21 CFR 177.1630 certificado para materiales de contacto de alimentos y puede usarse directamente en la vajilla y el embalaje farmacéutico. No contiene BPA e ISO 10993-5 probado para la citotoxicidad y la bioseguridad.
- When láser cortando petg Tiene una zona térmicamente afectada de menos de 0.05 mm, y la suavidad del borde de la superficie de corte se verifica mediante imágenes microscópicas. Después de probar a ASTM D543, puede resistir la inmersión en soluciones de etanol y ácido sevaldoácico al 75% y es resistente químicamente.
Guía de selección de máquinas láser
- this láseres de fibra (20w) puede cortar placas de PETG con un espesor de 0.5-5 mm, con velocidades de hasta 1200 mm/min (diámetro de enfoque de 30 μm), en comparación con un anhelo de vía de 35. ahorros láseres de dióxido de carbono lo hacen adecuado para un corte eficiente de placas delgadas.
- El láser verde (532 nm) tiene una fuerte adaptabilidad a materiales altamente reflectantes, con una reflectividad de 80% más baja que el láser infrarrojo y menos del 5%. Es adecuado para el corte de película PETG metalizado y la perforación precisa. La precisión del tamaño del orificio es de hasta ± 10 μm y hasta ± 10 μm, lo que puede cumplir con los requisitos de tolerancia de la cubierta de antena 5G Copna IPC-4101.
soluciones de aplicaciones de la industria
- Los materiales PETG son resistentes al óxido de etano (EO) y la esterilización gamma, y se usan comúnmente en envases médicos y de alimentos, como los kits de infusión desechables y las botellas de medicamentos. Su neblina es inferior al 2% (probada por ASTM D1003), y su ventaja de transmisión de luz cumple con los requisitos de inspección óptica de las cajas de ampollas transparentes.
- En el campo del envasado electrónico 5G, el factor de disipación de PETG con una constante dieléctrica de DK = 3.2 y DF = 0.02 cumple con el estándar IPC-4101D de nivel 3 y garantiza la transmisión de señal de alta frecuencia. Dentro del rango de temperatura de -40 ° C ~ 120 ° C, su tasa de cambio dimensional es inferior al 0.1% (prueba MIL-STD-883G), y su estabilidad estructural es muy buena.
Policarbonato (PC) - Aplicaciones de alto impacto y antibalas
1. Parámetros centrales de corte de grado militar
Los materiales de PC han sido certificados por MIL -PRF -5425E para el rendimiento balístico . Al cortar hojas con una temperatura de ≤12.5 mm, es necesario usar más de 99.99% de nitrógeno de alta pureza para prevenir la oxidación y la carbonización. Se recomienda elegir una máquina láser con> 80W y la presión de aire es ≥1.5 bar para garantizar que la superficie de corte esté limpia.
2. Control de riesgos de seguridad
PC La alta temperatura de corte libera gas tóxico del cianuro de hidrógeno (HCN). Un sistema de extracción de humo debe estar disponible con un volumen de aire de ≥500m³/h para controlar la concentración de cianuro ambiental a <0.1 ppm (estándar de OSHA) e instalar una alarma de detección de HCN. Use un láser de fibra de pulso de 1064 nm para controlar la velocidad de corte a una velocidad de 20-50 mm/s para reducir el área afectada por el calor.
3. Ventajas de material de la serie LEXAN® MX y optimización de corte
La serie Lexan®MX es un producto actualizado para PC . Después de la resistencia a la modificación del sulfato, tiene una fuerte resistencia a la intemperie, el índice de amarillamiento ΔYI <1.5 (ASTM D1925), y cumple con los estándares SAE J576 SAE J576 Surface Wear Resistance para la industria de la lámpara automotriz. Tiene un buen efecto de tratamiento de frío del láser UV de 355 nm, como el láser ultravioleta de 10 W, la velocidad de escaneo 100 mm/s, el espacio libre de corte 0.1 mm y la calidad de corte es muy buena.
4. Comparación de procesos de corte láser de diferentes materiales de PC
| parámetros | PC ordinaria (nivel militar) | Serie Lexan®MX | Tipo de láser | láser de fibra (80-150w) | láser UV (10-30w) | Velocidad de corte | 20-50 mm/s | 50-150 mm/s | Requisitos de postprocesamiento | Es posible que deba eliminar la capa carbonatada | No se requiere procesamiento (punta suave) | Soluciones aplicables | armadura a prueba de balas, escudo militar | luces de automóvil, piezas ópticamente transparentes |
|---|
5. Recomendaciones operativas prácticas
Antes del procesamiento, se cortaron 10 × 10 cm de muestras, se observó la superficie de corte utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM) y la resistencia al impacto se probó de acuerdo con ASTM D256. La serie AMB de IPG Photonics y otros modelos con cámara de corte cerrada y extracción de gases de presión de presión negativa aseguran un corte seguro y preciso.
delrin (pom) - selección de engranajes de precisión que se deforman a cero
para la aplicación de corte láser de Delrin (POM) -Selección de la deformación de precisión cero, los siguientes son los parámetros clave del proceso, los casos de la industria y los puntos de control de seguridad:
1. Parámetros de núcleo de corte precisos
Tipo de láser:
láser de fibra (1064nm, onda continua) o láser UV (355nm, operación fría)
Potencia recomendada: 30-60W (borde de fluida de alta potencia)
Protección de gas:
Asistencia natural (pureza ≥99.9%), presión de aire de aire)
Protección de gas:
Asistencia natural (pureza ≥99.9%), presión de aire de aire). Barra
Zona afectada por el calor (HAZ): ≤0.05 mm (tolerancia ISO 286-2 mided 286-2)
Precisión de corte:
Tolerancia: ± 0.005 mm (para superficies entre engranajes)
Width: 0.02-0.05 mm (UV mejor)
Requisitos de proceso:
GRANEVE DE LA GANEA: Módulo ≤0.3, Rugosidad de la superficie de los dientes RA <0.8 μm (DIN 3962)
No hay post -tratamiento: corte y forma directa para evitar la velocidad del objetivo y daño
Configuración del equipo:
Sistema de altura de la batería (Sistema de metro de la batería (Sistema de la batería (Sistema de la batería (ISCANTA), el Sistema de metro de la batería (ISCANTA). La repetibilidad de ± 1 μm
Sala de corte de temperatura constante (23 ± 0.5 ° C) reduce la expansión térmica del material
3. Control de toxicidad (liberación de formaldehído)
Estándar de seguridad:
China: GB/T 18883 "Estándar de calidad del aire interior" formaldehído <0.05mg/m³
EU: EN 717-1 (grado E1, emisión de formaldehyde ≤0.062mg/m³)
METAS DE PROTECCIÓN: SECTURICIÓN: METAS de protección:
Monitoreo en tiempo real: instalar sensores de formaldehído (como Honeywell HPMA115S0)
Sistema de escape: Velocidad del viento ≥1.0m/s, filtración de carbono activado (eficiencia de adsorción> 95%)
4. Tabla de comparación de optimización de procesos
| parámetros | láser de fibra (1064nm) | láser UV (355 nm) |
|---|---|---|
| Zona afectada por el calor | 0.05-0.1 mm | ≤0.02 mm |
| Velocidad de corte | 80-120 mm/s | 30-60 mm/s (alta precisión) |
| Grosor aplicable | ≤5 mm | ≤2 mm (súper preciso) |
| Costo del equipo | mediano-bajo (máquinas industriales convencionales) | alto (requiere módulo de procesamiento en frío) |
ABS-Low-Costar para piezas interiores automotrices
En la fabricación interna de automóviles, Abs es el material preferido para el corte láser debido a su ventaja de costo . El siguiente análisis analiza sus puntos de aplicación desde los aspectos del proceso, la seguridad, las propiedades del material y la verificación.
1. Parámetros clave del proceso de corte de bajo costo
preven papel de ABS retorcido durante el corte , precaliente el laminado a 80 ° C y el calor de manera uniforme. El láser de 30WCO₂ (longitud de onda de 10.6 μm) se usó para eliminar la escoria a una velocidad de 800 mm/min y se enfrió con aire comprimido de 0.3-0.5 bar. Según el estándar VDA 6.3, la altura de la rebaño se controla para ser inferior a 0.1 mm a través de la detección visual y táctil y el ancho de corte se mantiene entre 0.2-0.3 mm, que es adecuado para estructuras de piezas internas.
2. Cumplimiento de la industria y control de toxicidad
abds cortando estireno , el área de trabajo debe ser concentración de estireno ≤20ppm de acuerdo con la parte 63 de EPA 40 CFR. Se puede monitorear utilizando sensores PID como RAE Systems Multirae Lite. La purificación de humo adopta la filtración de dos etapas del filtro de metal y el carbono activado. La tasa de eliminación de VOC supera el 90%, y la velocidad de escape es ≥0.8m/s, que cumple con los requisitos de ventilación de OSHA.
3. Limitaciones y alternativas a los materiales aplicados
ABS no puede pasar la prueba de citotoxicidad ISO 10993-5 debido a la liberación de pequeñas cantidades de estireno y acrilonitrilo, y por lo tanto no puede usarse para uso médico; Su temperatura de transición de vidrio es de aproximadamente 105 ° C y se deformará después del uso a largo plazo de 85 ° C. El polipropileno (PP) es una alternativa más económica, con un poder de corte con láser PP de 20-40W, resistente a la grasa, detergente y 7-10 yuanes más baratos por kilogramo.
| parámetros | músculo abdominal | pp (polipropileno) |
|---|---|---|
| láser potencia | 30-50w | 20-40W (punto de fusión más bajo) |
| Resistencia química | más débil que el solvente polar | Resistencia a la grasa/limpiadores |
| Costo | ¥ 25-35/kg | ¥ 18-25/kg (más económico) |
4. Verificación del proceso Proceso para partes internas del automóvil
5. Advertencia de riesgo operativo
Las partes de corte muscular abdominal están estrictamente prohibidas para uso médico El propósito de prevenir la inflamación causada por el contacto con los tejidos humanos. La combustión ABS lanzará HCN y Co, y las ubicaciones de trabajo deben estar equipadas con extintores de incendios de clase B, como el dióxido de carbono, para evitar incendios y explosiones.
controlando razonablemente el precalentamiento, parámetros y emisiones láser, Abs puede cumplir con la generación de calidad de bajo costo dentro del automóvil. En aplicaciones prácticas, se deben seleccionar materiales alternativos (como PP) de acuerdo con las características del material para garantizar la seguridad de la producción y la calidad del producto.
Plasma descomposición
Presión negativa: sala de operación de la presión negativa de la sala de operación real de la sala de operación de Pffo/pffo/pffo Concentración
depurador especial: 99.99% de eficiencia de captura de fluoruro
Nylon (PA) - Marcado de tuberías del compartimento del motor
La ventaja de longitud de onda láser de fibra de 1064 nm
En comparación con los láseres de co₂ tradicionales, la tasa de absorción de nylon aumenta en un 300%, y se adopta una combinación de potencia de 45-55W:
Control de profundidad de 0.2 mm: Sistema de profundidad de pulso de 5-80 kHz ajustable
Proceso de carbonización: Temperatura de durazonización de dalonización de pulso. <180 ° C
Definición de caracteres: precisión de ancho de línea ± 0.05 mm (IATF 16949 6.3.1)
Requisitos especiales para la industria automotriz
✅ ✅ ✅ ✅ ✅ Valor de Micro HV0.3 En áreas marcadas se retiene ± 5% del valor original
✅ ✅ ✅ ✅ 85 ° C/85% RH Ciclo de ciclo <✅ ✅ 5% de ciclo de fluorida y de ciclo de fluorida y fluorida y ciclo de fluorida y ciclo de fluorida y fluorada y fluorada y ciclo de hrivulación y ciclo de fluorida. Los detergentes están prohibidos
PEI (ULTEM®) - Piezas aeroespaciales de alta temperatura
NAS 411 Parámetros de corte certificados
| elemento de parámetro | valor estándar |
|---|---|
| láser potencia | 50W láser ultravioleta |
| Velocidad de corte | 200 mm/min |
| Gas auxiliar | 99.999% nitrógeno |
| tasa de retención de resistencia | 340 ℃ entorno> 95% |
Puntos clave de control de costos
- El grosor de la materia prima es preferiblemente 1-3 mm (la salida del material aumenta en un 40%)
- Utilice el software de composición tipográfica anidada para reducir los desechos
- Monitoreo de la vida de la herramienta (reemplazo obligatorio cada 500 metros)
Peeing - El rey de la biocompatibilidad del implante médico
ASTM F2026 Corte láser estándar
Garantía de viabilidad celular: energía de pulso ≤0.8MJ, frecuencia de 100 kHz
Proceso de finalización de la superficie :
Finalización de EDM después del corte láser (RA ＜ 0.8 μm)
Tratamiento de activación de plasma
limpieza de gradiente de etanol médico
Requisitos especiales para equipos médicos de clase III
- FDA PMA Process Execution Design Control de congelación
- Registros de traceabilidad por lotes Fluctuaciones de parámetros láser
- Estándar de la sala de limpieza: entorno ISO Clase 7
Descripción general
en cortando láser de plástico , diez materiales principales, como el ácido acrílico (PMMA), el policarbonato (PC), PTFE y Peek, se han convertido en la primera opción en la industria debido a sus propiedades físicas únicas y la adaptabilidad de Laser. Al igualar las longitudes de onda láser con precisión (por ejemplo, UV, CO₂, fibra) y la sensibilidad térmica del material, combinada con la optimización del proceso, como la protección de nitrógeno y la filtración de gases de escape, es posible considerar reducir la precisión (± 5 μm) como la seguridad y la protección ambiental (p. Ej., Cero PFOA PFOA). Las tecnologías futuras se centrarán en el desarrollo de fuentes láser compuestas y sistemas adaptativos de parámetros de inteligencia artificial, promover el control del área afectado térmicamente a nivel nano en aplicaciones de alta gama, como dispositivos de comunicación 5G e implantes médicos, y construir nuevos ecosistemas para un procesamiento eficiente y preciso preciso a través de un procesamiento de materiales reciclados y cavos de procesos digitales.
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