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La tecnología de corte láser se ha convertido en una herramienta importante para el procesamiento 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. Combinando la investigación de la industria y la práctica técnica, este artículo resume los 10 plásticos más adecuados para el corte láser, y analiza sus características, escenarios 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 del medio ambiente
calidad de corte de grado óptico
- La rugosidad de la superficie de corte Ra≤0.8 μm (cerca del efecto del espejo), y la transmitancia de la luz es 92% (mejor que el 85% del vidrio ordinario).
- Los bordes son libres de rebabas, adecuados para marcas translúcidas de alta gama, lentes ópticos, paneles de instrumentos y otras aplicaciones de precisión.
procesamiento ambientalmente amigable y seguro
- Se cumplen los estándares de emisión ISO 21904-1, y no se generan humos irritantes.
- La zona afectada por el calor <0.1 mm (prueba ASTM D1003), y no hay riesgo de amarillamiento y agrietamiento después del uso a largo plazo.
2. Selección de equipos láser y optimización de procesos
co₂ láser (40-100w)
- La mejor coincidencia de longitud de onda (10.6 μm) permite la velocidad de corte de la hoja de 3 mm hasta 15 m/min.
- Es rentable y eficiente energéticamente, con un consumo de energía 60% menor que el láser ultravioleta, y es adecuado para el procesamiento a gran escala de palabras publicitarias y cajas de luz.
láser ultravioleta (355nm)
- Precisión a nivel de micrones (ancho de línea mínima de 20 μm), adecuado para el procesamiento de catéteres médicos ultra precisión, chips microfluídicos, etc.
- La tecnología de procesamiento en frío, sin deformación del estrés térmico, para garantizar el error dimensional de las partes biomédicas <± 5μm.
3. Casos de aplicación de la industria típicos
campo de señalización publicitaria
- 90% de los signos acrílicos del mundo son cortes láser (datos de investigación de la industria).
- La eficiencia de mecanizado de la hoja de 5 mm es 300% más rápida que la de cnc y no hay necesidad de pulir posterior.
Productos PMMA de grado médico
- Pasadas de biocompatibilidad de clase VI de USP para guías quirúrgicas, carcasas de dializador, etc.
- autoclavable (121 ° C) para cumplir con los requisitos reutilizables.
acrílico (PMMA) se ha convertido en el material preferido en el campo del corte láser Debido a su alta transmitancia de luz, capacidad de procesamiento de precisión y características de protección ambiental. Los láseres co₂ son adecuados para la producción económica de alto volumen, mientras que los láseres UV satisfacen necesidades ultra precisas, como aplicaciones médicas y ópticas. En las industrias publicitarias de señalización y dispositivos médicos, la tecnología de corte con láser se ha mostrado ventajas significativas y se ha convertido en el estándar de la industria.
PETG - La primera opción para corte médico y de grado alimenticio
Ventajas del núcleo: certificación de seguridad y alto corte de 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. Es libre de BPA, citotoxicidad ISO 10993-5 probado y Biosafe.
- When láser cortando petg , la zona afectada por el calor es menos de 0.05 mm, y se verifica por imágenes microscópicas que no hay bulrs en la superficie de corte y una rAs ≤1. Probado para ASTM D543, puede resistir la inmersión en soluciones de etanol y ácido hipocloro al 75% y es químicamente resistente.
Guía de selección de máquinas láser
- el láser de fibra (20w) puede cortar las láminas de PETG con un grosor de 0.5-5 mm, una velocidad de hasta 1200 mm/mineter 35% y un 50% de ahorro de energía en comparación con láseres de CO2, Hacer que sea adecuado para un corte eficiente de placas delgadas.
- El láser verde (532 nm) tiene una fuerte adaptabilidad a los materiales de alta reflexión, con una reflectividad del 80% más baja que la de los láseres infrarrojos, menos del 5%, adecuado para la cortes de películas de PETG metalizadas y la perforación de precisión de precisión de la Cubierta de Precisión 5G IPC-4101.
Escenarios de aplicación de la industria
- el material petg es resistente a óxido de etileno (EO) y la esterilización gamma, y se usa comúnmente en envases médicos y de alimentos como conjuntos de infusión desechables y botellas de medicina. Su neblina es inferior al 2% (prueba ASTM D1003), y la ventaja de transmitancia de luz cumple con los requisitos de inspección óptica de las cajas de ampollas transparentes.
- En el campo del envasado electrónico 5G, PETG tiene una constante dieléctrica de DK = 3.2 y un factor de disipación de DF = 0.02, que cumple con el estándar IPC-4101D de nivel 3 y puede garantizar la transmisión de señal de alta frecuencia. En el rango de temperatura de -40 ° C ~ 120 ° C, su tasa de cambio dimensional es inferior al 0.1% (prueba MIL-STD-883G), y la estabilidad estructural es buena.
Policarbonato (PC) —— Aplicaciones de alto impacto y balas
policarbonato (PC) tiene una excelente resistencia al impacto y se usa ampliamente en escenarios de alto impacto como la protección militar. Su tecnología de corte con láser necesita controlar estrictamente el proceso y la seguridad para garantizar el rendimiento del material y la calidad del procesamiento.
1. Parámetros centrales de corte de grado militar
Los materiales de PC para uso militar están certificados para MIL-PRF-5425E para el rendimiento balístico . Al cortar ≤ hojas de ≤ 12.5 mm, es necesario usar más de 99.99% de nitrógeno de alta pureza para proteger contra la oxidación y la carbonización. Se recomienda elegir una máquina láser con una potencia de> 80W, y la presión de gas ≥ 1.5 bar para garantizar que la superficie de corte esté limpia.
2. Control de riesgos de seguridad
PC Corte de alta temperatura libera gas tóxico de cianuro de hidrógeno (HCN). Es necesario tener un sistema de extracción de humo con un volumen de aire de ≥ 500 m³/h, controlar la concentración de cianuro ambiental a <0.1 ppm (estándar de OSHA) e instalar una alarma de detección de HCN. Usando un láser de fibra pulsada de 1064 nm, la velocidad de corte se controla a 20 - 50 mm/s para reducir la zona 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 de PC . Después de la modificación anti-ultravioleta, tiene una fuerte resistencia climática, el índice de amarillamiento ΔYI ＜ 1.5 (ASTM D1925), y cumple con el estándar de resistencia al desgaste de superficie SAE J576 de la industria de la lámpara automotriz. Tiene un buen efecto de procesamiento en frío con láser UV de 355 nm, como el láser UV 10W, velocidad de escaneo 100 mm/s, espacio de corte 0.1 mm, la calidad de corte es buena.
4. Comparación de procesos de corte láser para diferentes materiales de PC
| parámetros | PC ordinaria (grado 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 | La capa carbonizada puede necesitar ser eliminada | No se requiere procesamiento (borde de corte suave) | escenarios aplicables | armadura a prueba de balas, escudos militares | luces de automóvil, piezas transparentes ópticas |
|---|
5. Sugerencias prácticas de operación
Antes del procesamiento, se corta una muestra de 10 × 10 cm, se observa la superficie de corte con un microscopio electrónico de barrido (SEM) y la resistencia al impacto se prueba de acuerdo con ASTM D256. La serie AMB de IPG Photonics y otros modelos con cámara de corte cerrada y función de extracción de humo de presión negativa están disponibles para garantizar un corte seguro y preciso.
Delrin (POM): la opción para engranajes de precisión con deformación cero
Para aplicación de corte láser de delrin (pom) -La opción para 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 del núcleo de corte de precisión
Tipo de láser:
láser de fibra (1064nm, onda continua) o láser UV (355 nm, frío trabajado)
Power recomendado: 30-60W (Borde fusible de alta potencia)
Protección de gas:
nitrógeno ≥ 99.9.9.9.9%), Aéreo de aire),
Protección de gas:
nitrógeno ≥ 99.9.9.9%). 0.8-1.2 bar
Zona afectada por el calor (HAZ): ≤0.05 mm (tolerancia ISO 286-2 de H5)
Precisión de corte:
Tolerancia: ± 0.005 mm (para la superficie de malla de engranaje)
Width de corte: 0.02-0.05 mm (UV láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser es láser. mejor)
2. Caso de aplicación de la industria: conjunto de engranajes de movimiento suizos ETA
Requisitos del proceso:
Ganeo de engranajes: módulo ≤ 0.3, rugosidad de la superficie del diente RA <0.8 μm (DIN 3962)
Sin procesamiento posterior: corte y moldeo directo, evitación de desbloqueo y dañado de la forma del diente
configuración del dispositivo:
High-Precision System. ScanLab Intelliscan) con una repetibilidad de ± 1 μm
Cámara de corte de temperatura constante (23 ± 0.5 ° C) reduce la expansión térmica del material
3. Control de toxicidad (liberación de formaldehído)
Normas de seguridad:
China: GB/T 18883 "Estándar de calidad del aire interior" Formaldehído <0.05mg/m³
Eu: EU: EN 717-1 (Clase E1, emisión de formaldehyde ≤ 0.062mg/m³)
protector Medidas:
Monitoreo en tiempo real: Instale sensores de formaldehído (por ejemplo, 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 (355nm) |
|---|---|---|
| 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 (ultra precisión) |
| Costo del equipo | mediano-bajo (máquina industrial convencional) | alto (necesita módulo de procesamiento en frío) |
ABS: una solución de bajo costo para piezas interiores automotrices
En la fabricación de interiores automotrices, Abs es el material preferido para el corte láser debido a su ventaja de costo . Lo siguiente 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
Para evitar el la hoja de abdominales al deformar al cortar , el laminado se precalta a 80 ° C y se calienta igual. Se usó un láser CO₂ de 30W (longitud de onda de 10.6 μm) a una velocidad de 800 mm/min para eliminar la escoria y enfriarlo con aire comprimido de 0.3 - 0.5 bar. De acuerdo con el estándar VDA 6.3, la altura de la rebaño se controla para que sea inferior a 0.1 mm y el ancho de corte se mantiene en 0.2 - 0.3 mm a través de la detección visual y táctil, que es adecuada para la estructura de la parte interior.
2. Cumplimiento de la industria y control de toxicidad
ABS Cutting liberaciones de estireno , y el área de trabajo debe tener una concentración de estireno de ≤20 ppm de acuerdo con la parte 63 de la parte 63 CFR de EPA. La purificación de humo adopta la filtración de dos etapas de la pantalla del filtro de metal y el carbono activado, con una tasa de eliminación de VOC de más del 90% y una velocidad de aire de escape de ≥ 0.8m/s, que cumple con los requisitos de ventilación de OSHA.
3. Limitaciones y alternativas para la aplicación de materiales
ABS no puede pasar pruebas de citotoxicidad ISO 10993-5 debido a la liberación de pequeñas cantidades de estireno y acrilonitrilo, y no puede usarse para el tratamiento médico; Su temperatura de transición de vidrio es de aproximadamente 105 ° C, y se deformará después del uso a largo plazo por encima de 85 ° C. El polipropileno (PP) es una alternativa más económica, la potencia de corte con láser PP es de 20 - 40 W, resistente a la grasa, detergente, 7 - 10 yuanes más barato por kilogramo que el abdominio
| parámetros | abds | pp (polipropileno) |
|---|---|---|
| láser potencia | 30-50w | 20-40W (punto de fusión más bajo) |
| Resistencia química | más débil que los solventes polares | Resistente a la grasa/limpiadores |
| Costo | ¥ 25-35/kg | ¥ 18-25/kg (más económico) |
4. VERIFICACIÓN DEL PROCESO Proceso para piezas interiores automotrices
Antes de la producción en masa, el proceso de corte Debe verificarse estrictamente, se deben verificar estrictamente 5 conjuntos de muestras de 100 × 100 mm, y se deben hacer tolerancias dimensionales (± 0.1 mm) y BURRS deberían estar detectados de acuerdo con VDA 6.3. Realice una prueba de simulación de alta temperatura y humedad a 85 ° C y 85% HR durante 240 horas para garantizar que la deformación sea <0.5% (estándar SAE J1889). La eficiencia de corte por lotes se puede aumentar mediante el uso de equipos como el Trulaser 3030 de Trumpf con un sistema óptico de vuelo por vuelo.
5. Advertencia de riesgo operativo
Las piezas de corte de ABS están estrictamente prohibidas para usarse para fines médicos para evitar la inflamación causada por el contacto con los tejidos humanos. La combustión de ABS lanzará HCN y Co, y el sitio de trabajo debe equiparse con extintores de incendios de clase B como el dióxido de carbono para evitar incendios y explosiones.
Con un control razonable de la precalentamiento, los parámetros y las emisiones de láser, ausar a los mapas de masas de los masas de los mapas de los masas de los mapas de los masas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas de los mapas. interiores. En la aplicación práctica, se deben seleccionar materiales alternativos como PP si es necesario de acuerdo con las características del material para garantizar la seguridad de la producción y la calidad del producto.
Equipo CNC con una velocidad de corte lineal de más de 8000 mm/min se adoptan, y 6Baressure Equipsure. utilizado para enfriamiento en tiempo real. Más del 90% del residuo de escoria puede eliminarse mediante un flujo de aire direccional para lavar la superficie de corte, mientras que la tecnología de recubrimiento de herramientas está optimizada para extender la vida útil de la cuchilla hasta 3 veces la de los procesos convencionales. La rugosidad de la superficie de corte se controla de manera estable dentro de RA3.2μm, que cumple con los requisitos de resistencia a la corrosión y sellado de tanques de almacenamiento químico.
UL 2809 Certificado HDPE HDPE Solución de procesamiento inteligente
Material de corte reciclado con ciclos de polietileno ECOTileno:
30%-50% Tailmetment de medidas de ajuste a medida: Velocidad (4000-6000 rpm)
Regreso reforzado con fibra de vidrio: habilita una estrategia de corte en capas múltiples
Compuestos altamente elásticos: material, evitando el riesgo de delaminación de la interfaz.
ASME B16.5 Las conexiones de brida estándar son un sistema CNC de enlace de cinco ejes de precisión para lograr un mecanizado de precisión ultra:
El perfil de láser: Predices y automáticamente compensan los errores de la superficie del tanque
TECLOUNTO DE ALTACIÓN DE ALTA CONTRACIÓN: la reducción de la herramienta de la herramienta de los errores de la herramienta de la herramienta
. <0.005 mm
Detección de redondez en línea: la retroalimentación inmediata de los datos de ovalidad después de que se procese cada orificio
El error de planitud de la superficie de sellado de la brida es <0.08 mm, y la tolerancia del diámetro del orificio se controla en el rango de ± 0.1 mm, que se encuentra estrictamente el modulador de la paredora de 150-langos de 150-Pound Standard y pasa la prueba de aire de aire a la tasa de aire. Sistema de transformación de tanque inteligente
✅ Identificación de material adaptativo: análisis de espectroscopía infrarroja La proporción de componentes de material reciclado
✅ Monitoreo de deformación térmica: sensores de temperatura distribuida advierte sobre el suavizado de materiales
✅ Mecanismo de enclavamiento de seguridad: Detección automática de la presión residual de tanque y productos químicos
✅ Detbase de procesos de la tienda 200 HDPE HDPE Procesamiento de Grado> Escenarios:
APERTURA DE REPARACIÓN DE EMERGENCIA DE EMERGENCIA DE ALTAJE DE ACCIDENTE Y ALKALI
Actualización de interfaz estandarizada para contenedores de grado alimenticio
Producción en masa de tanques de almacenamiento de plástico reciclado
Renovación de la presión de alivio de presión de seguridad del tanque de almacenamiento químico peligroso
Usando el sistema de herramientas modular, una máquina soltera puede completar 30 sets de Dn80-Dnn80-Dnn 400 ° de almacenamiento de estándares
,
. aumenta la eficiencia en un 400% y reduce el costo de mano de obra en un 70% en comparación con el proceso tradicional.
PTFE (Teflon) - Corte en frío de dispositivos de microondas 5G
Tecnología de núcleo de longitud de onda de láser ultravioleta de 355 nm
Utilizando un sistema láser UV de pulso corto (ancho de pulso <15ns), el corte en frío no contacto se logra a través de una longitud de onda de 355 nm, la zona afectada por el calor es <10 μm y la pérdida dieléctrica se controla estrictamente por debajo de 0.0002 (IPC-410333333333. Para los dispositivos de RF de comunicación militar, está equipado con un sistema de posicionamiento de regla de rejilla de alta precisión para garantizar una precisión de procesamiento de ± 5 μM (MIL-PRF-55342 Clase 3).
Programa de tratamiento de gas tóxico perfluorado
Sistema de filtración de cuatro etapas: depuración química de carbono activado plasma descomposición
cámara de operación de presión negativa: monitoreo en tiempo real de la concentración de PFOA/PFOS
Nylon (PA) - Marcado de tuberías del compartimento del motor
Ventaja de longitud de onda de láser de fibra de 1064 nm
En comparación con el láser CO₂ tradicional, la tasa de absorción de nylon aumenta en un 300%, y la combinación de potencia de 45-55W se adopta:
0.2 mm MMM: el control de la frecuencia de pulso de la planta temperatura del material
anti-caraconización: el sistema de refrigeración de la planta temperatura del material de los materiales. 180 ° C
Definición de caracteres: precisión de ancho de línea ± 0.05 mm (IATF 16949 6.3.1)
Requisitos especiales para la industria automotriz
✅ El microdorness HV0.3 del área marcada se mantuvo ± 5% del valor original
✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ 85 ° C/85% Had Cicle
Test
✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ ✅ sail sail-sail. Los limpiadores que contienen fluoruro están prohibidos
PEI (ULTEM®) —— Piezas resistentes a alta temperatura aeroespacial
NAS 411 Parámetros de corte certificados
| elemento de parámetro | valor estándar |
|---|---|
| láser potencia | 50W láser UV |
| Velocidad de corte | 200 mm/min |
| Gas asistido | 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 (rendimiento del material aumentado en un 40%)
- Utilice el software de composición tipográfica anidada para reducir los restos
- Monitoreo de la vida de la herramienta (reemplazo obligatorio cada 500 metros)
PEEK— - El rey de la biocompatibilidad para implantes médicos
ASTM F2026 Corte láser estándar
Garantía de viabilidad celular: energía de pulso ≤ 0.8MJ, frecuencia de 100 kHz
Proceso de acabado de superficie :
EDM terminando después del corte láser (RA ＜ 0.8 μm)
Tratamiento de activación de plasma
limpieza de gradiente de etanol médico
Requisitos especiales para dispositivos médicos de clase III
- El proceso de la FDA PMA aplica Control de congelación de diseño
- Registros de traceabilidad por lotes Fluctuaciones de parámetros láser
- Estándar de la sala limpia: entorno ISO Clase 7
Resumen
En el campo de cortando láser de plástico , diez materiales principales como acrílico (PMMA), policarbonato (PC), PTFE y Peek se han convertido en opciones preferidas de la industria debido a sus propiedades físicas únicas y la adaptabilidad de Láser. Al igualar con precisión la longitud de onda láser (como ultravioleta, co₂, fibra óptica) 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 tener en cuenta tanto la precisión de corte (nivel de ± 5 μm) como la seguridad y la protección del medio ambiente (tales como las emisiones de PFOA cero). Las tecnologías futuras se centrarán en el desarrollo de fuentes láser compuestas y sistemas adaptativos de parámetros de IA, promover el control de zona afectado por el calor a nivel nano en aplicaciones de alta gama, como dispositivos de comunicación 5G y implantes médicos, y construir un nuevo ecosistema de procesamiento de precisión eficiente y bajo en carbono a través de una base de datos de material reciclado y una cadena de procesos digitales.
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