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La tecnologia di taglio laser è diventata uno strumento importante per la movimentazione della plastica Nella produzione moderna, a causa della sua alta precisione, alta efficienza e flessibilità. Tuttavia, non tutte le materie plastiche sono adatte per il taglio laser. Questo articolo combina la ricerca del settore e le pratiche tecniche, sintetizza 10 materie plastiche più adatte per il taglio e analizza le loro caratteristiche, soluzioni applicative e precauzioni di taglio per aiutare le aziende a ottimizzare i loro processi di produzione.
acrilico (PMMA) - Il "re trasparente" del taglio laser
1. Vantaggi principali: Caratteristiche di taglio e protezione ambientale ad alta precisione
qualità a livello ottico
- La rugosità della superficie di taglio Ra≤0,8μm (vicino all'effetto specchio) e il sensore di luce è del 92% (maggiore dell'85% del vetro ordinario).
- I bordi senza grammi sono adatti per segni traslucidi di fascia alta, obiettivi ottici, dashboard e altre applicazioni di precisione.
maneggevole ambientale e sicuro
- ISO 21904-1 Gli standard di emissione si incontrano e non producono fumo irritante.
- Zona interessata termica <0,1 mm (test ASTM D1003), senza il rischio di ingiallimento e rottura dopo uso a lungo termine.
2. Selezione delle apparecchiature laser e ottimizzazione del processo
co₂laser (40-100w)
- La migliore corrispondenza della lunghezza d'onda (10,6 μm) consente una velocità di taglio massima di piastre da 3 mm di 15 m/min.
- È economico ed efficiente dal punto di vista energetico, 60% in meno rispetto ai laser UV ed è adatto per l'elaborazione su larga scala di parole pubblicitarie e scatole di luce.
laser ultraviolet (355nm)
- L'accuratezza della classificazione differenziale (larghezza della linea minima 20 μm), adatta per l'elaborazione ultra-precisione di cateteri medici, chip microfluidici, ecc.
- Tecnologia del trattamento a freddo, nessuna deformazione dello stress termico, per garantire errori dimensionali delle parti biomediche <± 5μm.
3. Casi di applicazione del settore tipici
Field di segnaletica pubblicitaria
- Il 90% dei simboli acrilici del mondo è il taglio laser (dati di ricerca del settore).
- Il rapporto di efficienza di lavorazione della tabella da 5 mm non è necessario per il CNC.
Prodotti PMMA di livello medico
- ha superato il test di biocompatibilità della classe VI USP per linee guida chirurgiche, conchiglie trasparenti, ecc.
- Automatico (121 ° C) per soddisfare i requisiti riutilizzabili.
PETG - La scelta preferita per il taglio medico e alimentare
Vantaggi di base: certificazione di sicurezza e taglio ad alta pulizia
- PETG è certificato FDA 21 CFR 177.1630 per i materiali di contatto alimentare e può essere utilizzato direttamente in stoviglie e imballaggi farmaceutici. Non contiene BPA e ISO 10993-5 testato per citotossicità e biosicurezza.
- Quando che taglia il laser petg ha una zona termicamente colpita inferiore a 0,05 mm e la morbidezza del taglio è verificata mediante imaging microscopico. Dopo il test su ASTM D543, può resistere all'immersione in soluzioni di etanolo e acido sevaldoacico al 75% ed è chimicamente resistente.
Guida alla selezione della macchina laser
- This Fiber lasers (20W) can cut PETG plates with a thickness of 0.5-5mm, with speeds up to 1200mm/min (focus diameter of 30μm), compared with 35% ≥ wall plug conversion efficiency and 50% Risparmio energetico i laser di biossido di carbonio lo rendono adatto a un taglio efficiente di piastre sottili.
- Il laser verde (532nm) ha una forte adattabilità a materiali altamente riflessivi, con una riflettività dell'80% inferiore rispetto al laser a infrarossi e inferiore al 5%. È adatto per il taglio del film PETG metallizzato e la perforazione precisa. L'accuratezza della dimensione del foro è fino a ± 10 μm e fino a ± 10μm, che può soddisfare i requisiti di tolleranza della copertura Coperna dell'antenna 5G IPC-4101.
Soluzioni per le applicazioni del settore
- I materiali PETG sono resistenti all'ossido di etano (EO) e alla sterilizzazione gamma e sono comunemente usati in imballaggi medici e alimentari, come kit di infusibili e bottiglie di medicina. La sua foschia è inferiore al 2% (testata da ASTM D1003) e il suo vantaggio di trasmissione della luce soddisfa i requisiti di ispezione ottica delle scatole di vesciche trasparenti.
- Nel campo della confezione elettronica 5G, il fattore di dissipazione di PETG con una costante dielettrica di DK = 3,2 e DF = 0,02 è conforme allo standard di livello 3 IPC-4101D e garantisce la trasmissione del segnale ad alta frequenza. Nell'intervallo di temperatura di -40 ° C ~ 120 ° C, il suo tasso di variazione dimensionale è inferiore allo 0,1% (test MIL-SD-883G) e la sua stabilità strutturale è molto buona.
Policarbonato (PC) - Applicazioni ad alto impatto e antiproiettile
1. Parametri principali del taglio di livello militare
; Quando si tagliano fogli con una temperatura di ≤12,5 mm, è necessario utilizzare più del 99,99% di azoto di alta purezza per prevenire l'ossidazione e la carbonizzazione. Si consiglia di scegliere una macchina laser con> 80 W e la pressione dell'aria è ≥1,5 bar per assicurarsi che la superficie di taglio sia pulita.2. Controllo del rischio di sicurezza
Il taglio ad alta temperatura PC rilascia gas tossico dal cianuro di idrogeno (HCN). Un sistema di estrazione del fumo deve essere disponibile con un volume d'aria di ≥500m³/h per controllare la concentrazione di cianuro ambientale a <0,1 ppm (standard OSHA) e per installare un allarme di rilevamento HCN. Utilizzare un laser a fibra di impulsi da 1064 nm per controllare la velocità di taglio ad una velocità di 20-50 mm/s per ridurre l'area colpita dal calore.
3. Vantaggi del materiale Serie MX Lexan® e ottimizzazione del taglio
Lexan®mx Series è un prodotto aggiornato per PC . Dopo la resistenza alla modifica del solfato, ha una forte resistenza alle intemperie, indice di ingiallire Δyi <1,5 (ASTM D1925) e soddisfa gli standard di resistenza all'usura superficiale SAE J576 SAE J576 per l'industria del paralume automobilistico. Ha un buon effetto di trattamento a freddo del laser UV a 355 nm, come laser ultravioletto da 10 W, velocità di scansione 100 mm/s, calibing di taglio 0,1 mm e la qualità del taglio è molto buono.
4. Confronto dei processi di taglio laser di diversi materiali per PC
| parametri | PC ordinario (livello militare) | Serie Lexan®mx |
|---|---|---|
| Tipo laser | Laser in fibra (80-150W) | Laser UV (10-30W) |
| Velocità di taglio | 20-50mm/s | 50-150mm/s |
| Requisiti di post-elaborazione | potrebbe essere necessario rimuovere lo strato carbonato | Nessuna elaborazione richiesta (Suggerimento regolare) |
| soluzioni applicabili | armatura a prova di proiettile, scudo militare | luci per auto, parti otticamente trasparenti |
5. Raccomandazioni operative pratiche
Prima di elaborazione, sono stati tagliati 10 × 10 cm di campioni, la superficie di taglio è stata osservata usando un microscopio elettronico a scansione (SEM) e la resistenza all'ambiente è stata testata secondo ASTM D256. La serie AMB di IPG Photonics e altri modelli con camera di taglio chiusa e estrazione di gas di combustione a pressione negativa garantiscono un taglio sicuro e accurato.
Delrin (POM) - Selezione di ingranaggi di precisione che sono deformati a zero
per Delrin's Laser Taking Application (POM) -Selezione della deformazione zero di precisione, quanto segue sono i parametri di processo chiave, i casi di settore e i punti di controllo della sicurezza:
1. Parametri core di taglio accurati
Tipo laser:
Laser in fibra (1064nm, onda continua) o laser UV (355nm, funzionamento a freddo)
Potenza consigliata: 30-60w (bordo fluido troppo alto)
Protezione a gas:
Assistenza naturale (purity ≥9%), Air Air. bar
Zona interessata al calore (HAZ): ≤0,05 mm (tolleranza ISO 286-2 H5 misurata)
Accuratezza di taglio:
Tolleranza: ± 0,005 mm (per le superfici tra le marce)
Larghezza dello slot: 0,02-0,05 mm (UV Better) Caso di applicazione del settore - Kit di attrezzatura sportiva Eta Swiss ETA
Requisiti di processo:
Scanalatura per ingranaggi: modulo ≤0.3, rugosità superficiale dei denti ra <0,8 μm (DIN 3962)
Nessun post -trattamento: taglio diretto e formazione per evitare la velocità del bersaglio
Configurazione delle attrezzature:
di ± 1μm
La stanza di taglio della temperatura costante (23 ± 0,5 ° C) riduce l'espansione termica del materiale
3. Controllo della tossicità (rilascio di formaldeide)
Standard di sicurezza:
Cina: GB/T 18883 "Standard di qualità dell'aria interna" formaldeide <0,05mg/m³
EU: EN 717-1 (grado E1, Emissione di formaldeide ≤0.062mg/m³)
Monitoraggio in tempo reale: installare sensori di formaldeide (come Honeywell HPMA115S0)
Sistema di scarico: velocità del vento ≥1,0 m/s, filtrazione a carbone attivata (efficienza di adsorbimento> 95%)
4. Tabella di confronto di ottimizzazione del processo
| parametri | Laser in fibra (1064nm) | Laser UV (355nm) |
|---|---|---|
| Zona affetta da calore | 0,05-0,1mm | ≤0,02mm |
| Velocità di taglio | 80-120mm/s | 30-60mm/s (alta precisione) |
| spessore applicabile | ≤5mm | ≤2mm (super accurato) |
| costo dell'attrezzatura | medio-basso (macchine industriali tradizionali) | alto (richiede modulo di elaborazione a freddo) |
Soluzione ABS-Low-cost per parti interne automobilistiche
Nella produzione interna di automobili, ABS è il materiale preferito per il taglio del laser a causa del suo vantaggio in termini di costi . La seguente analisi analizza i suoi punti di applicazione dagli aspetti del processo, della sicurezza, delle proprietà dei materiali e della verifica.
1. Parametri chiave del processo di taglio a basso costo
Prevenire carta addominali attorcigliata durante il taglio , preriscalda il laminato a 80 ° C e il calore uniformemente. Il laser da 30WCo₂ (lunghezza d'onda 10,6 μm) è stato utilizzato per rimuovere le scorie ad una velocità di 800 mm/min e ha raffreddato con aria compressa 0,3-0,5 bar. Secondo lo standard VDA 6.3, l'altezza della bava è controllata per essere inferiore a 0,1 mm attraverso il rilevamento visivo e del tatto e la larghezza di taglio è mantenuta tra 0,2-0,3 mm, che è adatta alle strutture di parti interne.
2. Conformità del settore e controllo della tossicità
ABS che taglia stirene , l'area di lavoro deve essere concentrazione di stirene ≤20ppm secondo EPA 40 CFR Part 63. Può essere monitorato usando sensori PID come la rae systems multirae liite. La purificazione del fumo adotta filtrazione a due stadi di filtro metallico e carbonio attivo. Il tasso di rimozione di VOC supera il 90%e la velocità di scarico è ≥0,8 m/s, soddisfacendo i requisiti della ventilazione OSHA.
3. Limitazioni e alternative ai materiali applicati
ABS non può superare il test di citotossicità ISO 10993-5 a causa del rilascio di tracce di stirene e acrilonitrile e pertanto non può essere utilizzato per uso medico; La sua temperatura di transizione in vetro è di circa 105 ° C e si deformerà dopo un uso a lungo termine di 85 ° C. Il polipropilene (PP) è un'alternativa più economica, con potenza di taglio laser PP di 20-40 W, resistente al grasso, detergente e 7-10 yuan più economico per chilogrammo.
| parametri | muscolo addominale | pp (polipropilene) |
|---|---|---|
| Power laser | 30-50W | 20-40W (punto di fusione inferiore) |
| Resistenza chimica | più debole del solvente polare | Resistenza al grasso/detergenti |
| costo | ¥ 25-35/kg | ¥ 18-25/kg (più economico) |
4. Processo di verifica del processo per parti interne dell'automobile
5. Avviso di rischio operativo
Le parti di taglio dei muscoli addominali sono severamente vietati per l'uso medico Lo scopo di prevenire l'infiammazione causata dal contatto con i tessuti umani. La combustione ABS rilascerà HCN e CO e le posizioni di lavoro dovrebbero essere dotate di estintori di incendio di classe B, come l'anidride carbonica, per prevenire incendi e esplosioni.
Controllando ragionevolmente preriscaldamento, parametri e emissioni laser, ABS può soddisfare la generazione di qualità a basso contenuto di coltiri all'interno dell'auto. In applicazioni pratiche, i materiali alternativi (come PP) dovrebbero essere selezionati in base alle caratteristiche del materiale per garantire la sicurezza della produzione e la qualità del prodotto.
polietilene (HDPE) - perforazione rapida di serbatoi di conservazione chimica
Processo di taglio ad alta velocità: tecnologia di raffreddamento ad aria 6bar da 8000 mm/min Laser ultravioletto 355NM La tecnologia core a lunghezza d'onda
In vista dei requisiti di apertura ad alta efficienza dei serbatoi di stoccaggio HDPE a parete spessa, l'attrezzatura CNC ha una velocità di taglio lineare utilizza più di 8000 mm/min e utilizza aria compressa a tempo compresso a 6 bar per il raffreddamento. Oltre il 90% dei residui di scorie può essere eliminato da un flusso direzionale d'aria, mentre la tecnologia di rivestimento degli strumenti è ottimizzata per prolungare la vita della lama di 3 volte. La rugosità della superficie di taglio è stabilmente controllata in RA3.2 μm, il che soddisfa i requisiti di resistenza alla corrosione e sigillazione del serbatoio di stoccaggio chimico.
UL 2809 certificata la soluzione di elaborazione intelligente HDPE riciclata
Parametri di taglio fatti a scopo per i materiali certificati in polietilene eco-cicling:
30% -50% Rapporto di materiale riciclato: taglio di macinazione riciclati: taglio di taglio di egolaggio di vetro: taglio di macinazione riciclato di vetro: cottura a base di macinazione di vetro: cottura a base di macinazione di vetro: cottura a base di macinazione di vetro: cottura a base di riseggio: taglio a base di taglio del mandrino: Strategia
Composti elastici elevati: attivare il sistema di compensazione della soppressione delle vibrazioni
attraverso il modulo di rilevamento in tempo reale della densità del materiale, la velocità di alimentazione e la profondità di taglio verranno automaticamente abbinate per garantire che la resistenza della superficie elaborata del materiale riciclato raggiunga oltre il 95% della materia prima, evitando il rischio di stratificazione dell'interfaccia.
ASME B16.5 La connessione alla flangia standard è modellata con precisione
Il sistema CNC a cinque assi viene utilizzato per ottenere una lavorazione ultra-precettazione:
Profilo laser: prevedere e rilevare automaticamente online. I dati delle uova dopo l'elaborazione di ogni foro
Errore piatto della superficie di tenuta della flangia <0,08 mm e la tolleranza al diametro del foro è controllata entro ± 0,1 mm, si rispetta rigorosamente con gli standard di gruppo flangia ANSI da 150 libbre e passa contemporaneamente.
Modulo funzionale del sistema di conversione del serbatoio intelligente
✅ Identificazione del materiale adattivo: analisi della spettroscopia a infrarossi della proporzione di componenti del materiale riciclabile
✅ Monitoraggio della deformazione termica e di deformazione dei prodotti chimici
Schema di applicazione tipico:
Apertura di riparazione di emergenza di serbatoi di stoccaggio acido e alcali
Upgrade di interfaccia standardizzata di contenitori per alimenti
Produzione di massa di un sistema di stoccaggio di plastica riciclato
ptfe (teflon) - taglio a freddo di attrezzatura a microonde 5G
Utilizzare un sistema laser ultravioletto a impulso corto (larghezza di impulso <15N), il taglio a freddo senza contatto è raggiunto attraverso una lunghezza d'onda di 355 nm, l'area infetta a calore è <10 μm e la perdita dielettrica è strettamente controllata al di sotto di 0,0002 (IPC-4103). Per le attrezzature RF per le comunicazioni militari, è dotato di un sistema di posizionamento standard di griglia ad alta precisione per garantire una precisione di elaborazione di ± 5μm (Mil-PRF-55342 Classe 3).
Piano di trattamento del gas tossico perfluorinato
Sistema di filtrazione a quattro stadi: scrubing chimico HEPA a carbone attivo Plasma Decomposizione
Concentrazione PFOA/PFOS
Scrubber speciale: 99,99% di efficienza di cattura del fluoro
nylon (PA) - marcatura del tubo del compartimento del motore
Laser in fibra 1064nm Vantaggio della lunghezza d'onda
Rispetto ai tradizionali laser di CO₂, la velocità di assorbimento del nylon è aumentata del 300%e una combinazione di potenza di 45-55 W è adottata:
Controllo della profondità di 0,2 mm: Controllo della profondità di impulso 20-80KHz regolabile
Processo antim-carbonizzazione: Sistema di raffreddamento di Dual-Zone. <180 ° C
Definizione del carattere: accuratezza della larghezza della linea ± 0,05 mm (IATF 16949 6.3.1)
Requisiti speciali per l'industria automobilistica
✅micro valore Hv0.3 nelle aree marcate ± 5% del valore originale
✅ ha superato il 85 ° C/85% di cycle ✅silicone I detergenti contenenti fluoro sono vietati
PEI (Ultem®) - Parti di alta temperatura aerospaziale
Parametri di taglio certificati NAS 411
| elemento parametro | Valore standard |
|---|---|
| Power laser | 50W LASER ULTRAVIOLET |
| Velocità di taglio | 200mm/min |
| Gas ausiliario | 99,999% azoto |
| tasso di ritenzione della forza | 340 ℃ ambiente> 95% |
Punti chiave del controllo dei costi
- Lo spessore della materia prima è preferibilmente 1-3 mm (l'uscita del materiale aumenta del 40%)
- Usa il software di composizione nidificata per ridurre i rifiuti
- Monitoraggio della vita degli strumenti (sostituzione obbligatoria ogni 500 metri)
pipì - Il re della biocompatibilità dell'impianto medico
;processo di completamento della superficie :
Completamento EDM dopo il taglio laser (RA ＜ 0,8μm)
Trattamento di attivazione del plasma
pulizia del gradiente di etanolo medico
Requisiti speciali per l'attrezzatura medica di classe III
- FDA PMA Process Execution Design Freeze Control
- Le fluttuazioni dei parametri laser registrano fluttuazioni dei parametri laser
- Standard per sala di pulizia: ambiente ISO Classe 7
Panoramica
In taglio laser in plastica , dieci materiali principali, come acido acrilico (PMMA), policarbonato (PC), PTFE e PEEK, sono diventati la prima scelta nella industria per le loro proprietà fisiche e l'adattabilità laser. Abbinando accuratamente le lunghezze d'onda laser (ad es. UV, CO₂, fibra) e la sensibilità termica del materiale, combinate con l'ottimizzazione del processo, come la protezione dell'azoto e la filtrazione dei gas di scarico, è possibile considerare la riduzione dell'accuratezza (± 5 μm), nonché la sicurezza e la protezione ambientale (ad esempio, Zero PFOA PfoA). Le tecnologie future si concentreranno sullo sviluppo di fonti laser composite e sistemi adattivi dei parametri di intelligenza artificiale, promuoveranno il controllo delle aree colpite da nano-livello in applicazioni di fascia alta, come dispositivi di comunicazione 5G e impianti medici e creano nuovi ecosistemi per efficienti efficienti e a basso contenuto di carbonio a basse elaborazioni di carbonio a basse emissioni di carbonio.
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