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La tecnologia di taglio laser è diventata uno strumento importante per l'elaborazione in 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. Combinando la ricerca del settore e la pratica tecnica, questo articolo riassume le 10 materie plastiche più adatte per il taglio laser e analizza le loro caratteristiche, scenari di applicazione 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 del core: taglio ad alta precisione e caratteristiche di protezione ambientale
qualità di taglio di livello ottico
- La rugosità della superficie di taglio Ra≤0,8μm (vicino all'effetto speculare) e la trasmittanza della luce è del 92% (meglio dell'85% di vetro ordinario).
- I bordi sono privi di bacche, adatti per marcatura traslucida di fascia alta, obiettivi ottici, pannelli di strumenti e altre applicazioni di precisione.
Elaborazione ecologica e sicura
- ISO 21904-1 gli standard di emissione sono rispettati e non vengono generati fumi irritanti.
- La zona colpita dal calore <0,1 mm (test ASTM D1003) e non vi è alcun rischio di ingiallimento e cracking dopo un uso a lungo termine.
2. Selezione delle apparecchiature laser e ottimizzazione del processo
Laser Co₂ (40-100W)
- La migliore corrispondenza della lunghezza d'onda (10,6 μm) consente la velocità di taglio del foglio da 3 mm fino a 15 m/min.
- È economico ed efficiente dal punto di vista energetico, con un consumo di energia inferiore del 60% rispetto al laser ultravioletto ed è adatto per l'elaborazione su larga scala di parole pubblicitarie e scatole di luce.
laser ultraviolet (355nm)
- Accuratezza a livello di micron (larghezza minima della linea 20 μm), adatta per l'elaborazione ultra-precisione di cateteri medici, chip microfluidici, ecc.
- Tecnologia di elaborazione a freddo, nessuna deformazione dello stress termico, per garantire l'errore dimensionale delle parti biomediche <± 5μm.
3. Casi di applicazione del settore tipici
Field di segnaletica pubblicitaria
- Il 90% dei segni acrilici mondiali sono tagliati al laser (dati di ricerca del settore).
- L'efficienza di lavorazione del foglio da 5 mm è del 300% più veloce di quella di CNC e non è necessario per la successiva lucidatura.
Prodotti PMMA di livello medico
acrilico (PMMA) è diventato il materiale preferito nel campo del taglio laser a causa della sua alta trasmittenza di luce, capacità di elaborazione di precisione. I laser di CO₂ sono adatti per la produzione economica ad alto volume, mentre i laser UV soddisfano esigenze ultra-precise come applicazioni mediche e ottiche. Nella segnaletica pubblicitaria e nelle industrie dei dispositivi medici, la tecnologia di taglio laser ha mostrato vantaggi significativi ed è diventata lo standard del settore.
PETG - La prima scelta 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. È gratuito BPA, ISO 10993-5 testata alla citotossicità e Biosafe.
- Quando Laser che taglia PETG , la zona di spinta è inferiore a 0,05 mm, e è verificata mediante l'imaging microscopico che non ci sono burr su superficie di taglio e una roca a una superficie di taglio e una rugness. Testato su ASTM D543, può resistere all'immersione in soluzioni di etanolo e acido ipocloroso ed è chimicamente resistente.
Guida alla selezione della macchina laser
- The laser in fibra (20w) e tagliare i fogli di wazzina con una conversazione da 0,5-5 mm, una velocità fino a 1200 mm/min (30 μm) di 35% e 50% di risparmio energetico rispetto a Laser CO2, Rendendolo adatto per un efficiente taglio di piastre sottili.
- Il laser verde (532nm) ha una forte adattabilità a materiali ad alta riflessione, con una riflettività dell'80% inferiore a quella dei laser a infrarossi, meno del 5%, adatto per il taglio del film PETG metallizzato e la perforazione di precisione, con un'apertura di apertura fino a ± 10 μm, che soddisfa le esigenze di tolleranza di 5g antenna.
Scenari di applicazione del settore
- Il materiale PETG è resistente all'ossido di etilene (EO) e alla sterilizzazione della gamma, ed è comunemente usato negli imballaggi medici e alimentari come set infusibili e imbottigliamenti di medicina. La sua foschia è inferiore al 2% (test ASTM D1003) e il vantaggio di trasmissione della luce soddisfa i requisiti di ispezione ottica delle scatole di vesciche trasparenti.
- Nel campo della confezione elettronica 5G, PETG ha una costante dielettrica di DK = 3.2 e un fattore di dissipazione di DF = 0,02, che soddisfa lo standard di livello 3 IPC-4101D e può garantire 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-STD-883G) e la stabilità strutturale è buona.
Policarbonato (PC) —— Applicazioni ad alto impatto e antiproiettile
Il policarbonato (PC) ha una resistenza all'ottima coltura ed è ampiamente utilizzato in scenari ad alto impatto come protezione militare. La sua tecnologia di taglio laser deve controllare rigorosamente il processo e la sicurezza per garantire le prestazioni dei materiali e la qualità di elaborazione.
1. Parametri principali del taglio di livello militare
; Quando si tagliano fogli ≤ 12,5 mm, è necessario utilizzare più del 99,99% di azoto di alta purezza per proteggere dall'ossidazione e nella carbonizzazione. Si consiglia di scegliere una macchina laser con una potenza di> 80 W e la pressione del gas ≥ 1,5 bar per garantire che la superficie di taglio sia pulita.2. Controllo del rischio di sicurezza
Il taglio ad alta temperatura PC rilascia gas tossico di cianuro di idrogeno (HCN). È necessario disporre di un sistema di estrazione del fumo con un volume d'aria di ≥ 500 m³/h, per controllare la concentrazione di cianuro ambientale a <0,1 ppm (standard OSHA) e per installare un allarme di rilevamento HCN. Usando un laser a fibra pulsata da 1064 nm, la velocità di taglio è controllata a 20-50 mm/s per ridurre la zona interessata al calore.
3. Vantaggi del materiale Serie MX Lexan® e ottimizzazione del taglio
Lexan® MX Series è un prodotto aggiornato di PC . Dopo la modifica anti-ultravioletta, ha una forte resistenza alle intemperie, l'indice ingiallito ΔYI ＜ 1,5 (ASTM D1925) e soddisfa lo standard di resistenza all'usura superficiale SAE J576 del settore del paralume automobilistico. Ha un buon effetto di elaborazione a freddo con laser UV da 355 nm, come laser UV da 10 W, velocità di scansione 100 mm/s, gap di taglio 0,1 mm, la qualità del taglio è buona.
4. Confronto dei processi di taglio laser per diversi materiali per PC
| parametri | PC ordinario (grado militare) | Lexan® MX Series |
|---|---|---|
| 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 carbonizzato | Nessuna elaborazione richiesta (tagliente liscio) |
| Scenari applicabili | armatura a prova di proiettile, scudi militari | luci auto, parti trasparenti ottiche |
5. Suggerimenti pratici di funzionamento
Prima di elaborazione, viene tagliato un campione da 10 × 10 cm, si osserva la superficie di taglio con un microscopio elettronico a scansione (SEM) e la resistenza all'impatto viene testata secondo ASTM D256. Sono disponibili le serie AMB di IPG Photonics e altri modelli con camera di taglio chiusa e la funzione di estrazione del fumo di pressione negativa per garantire un taglio sicuro e accurato.
Delrin (POM) - La scelta per gli ingranaggi di precisione con deformazione zero
per Applicazione di taglio laser di Delrin (POM) -La scelta per la deformazione zero di precisione, quanto segue sono i parametri del processo chiave, i casi dell'industria e i punti di controllo della sicurezza:
1. Parametri del nucleo di taglio di precisione
Tipo laser:
Laser in fibra (1064nm, onda continua) o laser UV (355nm, freddo funzionato)
Potenza consigliata: 30-60 W (bordo fusibile troppo alto)
Protezione del gas:
Heat-Affected Zone (HAZ): ≤0.05mm (measured ISO 286-2 H5 tolerance)
Cutting accuracy:
Tolerance: ±0.005mm (for gear meshing surface)
Slit width: 0.02-0.05mm (UV laser is better)
2. Caso di applicazione dell'industria-set di ingranaggi di movimento Eta svizzero
Requisiti di processo:
Grooving degli ingranaggi: modulo ≤ 0,3, rugosità della superficie del dente ra <0,8 μm (DIN 3962)
Nessun post-elaborazione: taglio diretto e modanatura, evitare di deburta e danneggiare la forma del dente
Configurazione del dispositivo: il dispositivo di configurazione: Scanlab intellescan) con una ripetibilità di ± 1 μm
Camera 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 (Classe E1, Emissitura formaldehyde ≤ 0,062mg/m³) Misure:
Monitoraggio in tempo reale: installare sensori di formaldeide (ad es. Honeywell HPMA115S0)
Sistema di scarico: velocità del vento ≥1,0m/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 (ultra-precisione) |
| costo dell'attrezzatura | medio-bassa (macchina industriale mainstream) | alto (richiede un modulo di elaborazione a freddo) |
ABS - Una soluzione a basso costo per parti interne automobilistiche
Nella produzione di interni automobilistici, ABS è il materiale preferito per il taglio laser a causa del suo vantaggio in termini di costi . Il seguente 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
Per prevenire il foglio foglio ABS dalla deformazione durante il taglio , il laminato è preriscaldato a 80 ° C e riscaldato in pari. Un laser CO₂ da 30 W (lunghezza d'onda di 10,6 μm) ad una velocità di 800 mm/min è stato utilizzato per rimuovere le scorie e raffreddarla 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 e la larghezza di taglio è mantenuta a 0,2 - 0,3 mm attraverso il rilevamento visivo e touch, che è adatto alla struttura della parte interna.
2. Conformità del settore e controllo della tossicità
ABS taglio rilascia stirene e l'area di lavoro deve avere una concentrazione di stirene di ≤20 ppm in conformità con EPA 40 parte 63. Il monitoraggio può essere fatto con i sensori come RAE come RAE. La purificazione del fumo adotta filtrazione a due stadi dello schermo del filtro metallico e carbonio attivo, con un tasso di rimozione di COC di oltre il 90% e una velocità dell'aria di scarico di ≥ 0,8 m/s, che soddisfa i requisiti della ventilazione OSHA.
3. Limitazioni e alternative per l'applicazione di materiali
ABS non può superare i test di citotossicità ISO 10993-5 dovuti al rilascio di tracce di stirene e acrilonitrile e non possono essere utilizzati per cure mediche; La sua temperatura di transizione in vetro è di circa 105 ° C e verrà deformata dopo un uso a lungo termine superiore a 85 ° C. Il polipropilene (PP) è un'alternativa più economica, la potenza di taglio del laser pp è 20 - 40 W, resistente al grasso, detergente, 7 - 10 yuan più economico per chilogrammo rispetto ad ABS.
| parametri | ABS | pp (polipropilene) |
|---|---|---|
| Power laser | 30-50W | 20-40W (punto di fusione inferiore) |
| Resistenza chimica | più debole dei solventi polari | resistente al grasso/detergenti |
| costo | ¥ 25-35/kg | ¥ 18-25/kg (più economico) |
4. Processo di verifica del processo per parti interne automobilistiche
Prima della produzione di massa, il processo di taglio Dovrebbero essere rigorosamente verificati, 5 set di campioni 100 × 100 mm dovrebbero essere realizzati e le tolleranze dimensionali (± 0,1 mm) e devono essere rilevate secondo VDA 6.3. Eseguire un test di simulazione ad alta temperatura e umidità a 85 ° C e 85% di RH per 240 ore per garantire che la warpage sia <0,5% (standard SAE J1889). L'efficienza di taglio batch può essere aumentata utilizzando attrezzature come Trumpf Tulaser 3030 con un sistema ottico fly-by-flight.
5. Avviso di rischio operativo
Le parti di taglio ABS sono severamente vietate di essere utilizzate per scopi medici per prevenire l'infiammazione causata dal contatto con i tessuti umani. La combustione ABS rilascerà HCN e CO e il sito di lavoro dovrebbe essere dotato di estintori di incendio di classe B come l'anidride carbonica per prevenire incendi e esplosioni. Interiori. Nell'applicazione pratica, i materiali alternativi come PP dovrebbero essere selezionati se necessario in base alle caratteristiche del materiale per garantire la sicurezza della produzione e la qualità del prodotto.
;polietilene (HDPE) - perforazione rapida del serbatoio chimico
Processo di taglio ad alta velocità: tecnologia 6bar 8000mm/min 6bar raffreddato ad aria Tecnologia del core a lunghezza d'onda a 355 nm a lunghezza d'onda Utilizzando un sistema laser UV a impulsi corti (larghezza di impulsi <15NS), il taglio a freddo senza contatto viene ottenuto attraverso una lunghezza d'onda di 355 nm, la zona affetta da calore è <10 μm e la perdita dielettrica è strettamente controllata al di sotto di 0,0002 (IPC-4103). Per i dispositivi RF di comunicazione militare, è dotato di un sistema di posizionamento del righello a griglia ad alta precisione per garantire un'accuratezza di elaborazione di ± 5μm (Mil-PRF-55342 Classe 3). Laser in fibra 1064nm Vantaggio della lunghezza d'onda Parametri di taglio certificati NAS 411 Punti chiave di controllo dei costi processo di finitura superficiale : EDM Finitura dopo il taglio laser (RA ＜ 0,8 μm) Trattamento di attivazione del plasma pulizia del gradiente di etanolo medico Requisiti speciali per i dispositivi medici di classe III Nel campo di taglio laser in plastica , dieci materiali principali come acrilico (PMMA), policarbonato (PC), PTFE e PEEK sono diventati la scelta preferita della industria a causa delle loro opzioni fisiche uniche e il laser. Abbinando accuratamente la lunghezza d'onda laser (come ultraviolette, CO₂, fibra ottica) e la sensibilità termica del materiale, combinata con l'ottimizzazione del processo come protezione dell'azoto e filtrazione a gas di scarico, è possibile tenere conto dell'accuratezza del taglio (livello di ± 5μm) sia della sicurezza e della protezione ambientale (come la protezione a zero PFOA). Le tecnologie future si concentreranno sullo sviluppo di fonti laser composite e sistemi adattivi dei parametri di AI, promuoveranno il controllo della zona ad affetto di calore nano-livello in applicazioni di fascia alta come dispositivi di comunicazione 5G e impianti medici e costruire un nuovo ecosistema di elaborazione efficiente e a bassa efficiente delle carbonio a bassa efficiente delle carbonio.
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In considerazione dei requisiti di apertura ad alta efficienza di serbatoi di stoccaggio HDPE a parete spessa, CNC Equipaggiamento con velocità di taglio lineare di più di 8000 mm è adottato e 6bar di rimozione. Per il raffreddamento in tempo reale. Oltre il 90% dei residui di scorie può essere eliminato da un flusso d'aria direzionale per lavare la superficie di taglio, mentre la tecnologia di rivestimento dell'utensile è ottimizzata per prolungare la vita della lama fino a 3 volte quella dei processi convenzionali. La rugosità della superficie di taglio è stabilmente controllata all'interno di RA3,2μm, il che soddisfa i requisiti di resistenza alla corrosione e sigillatura dei serbatoi di stoccaggio chimico. (4000-6000rpm)
Regrind rinforzato in fibra di vetro: abilita una strategia di taglio a strati multi-angolo
Composti altamente elastici: il sistema di compensazione della soppressione delle vibrazioni è attivato
attraverso il modulo di rilevamento in tempo reale, il modulo di rilevamento in tempo reale, il modulo di rilevamento in tempo reale, il modulo di rilevamento in tempo reale, il modulo di rilevamento in tempo reale, il materiale di rilevamento in tempo reale è più possibile del materiale di rilevamento in tempo reale. Il rischio di delaminazione dell'interfaccia.
ASME B16.5 Le connessioni della flangia standard sono modellate di precisione
Il sistema CNC di collegamento a cinque assi viene utilizzato per ottenere la lavorazione ultra-preca <0,005 mm
Rilevamento della rotondità in linea: feedback immediato dei dati di ovalità dopo ogni foro elaborato
L'errore di planarità della superficie di sigillatura della flangia è <0,08 mm e la tolleranza del diametro del foro è controllata in una gamma
Sistema di trasformazione del serbatoio intelligente
✅ Identificazione del materiale adattivo: la spettroscopia a infrarossi analizza la percentuale di componenti del materiale riciclato
✅ Monitoraggio della deformazione termica: sensori di temperatura distribuita avvertono di materiale di addominamento
✅ Meccanismo di interblocco della sicurezza: rilevamento automatico della pressione residua del serbatoio e sostanze chimiche
✅ Parametri
Scenari di applicazione tipici:
Acido e alcali Apertura di emergenza Apertura di emergenza
Aggiornamento dell'interfaccia standardizzato per contenitori per alimenti
Produzione in serie di massa di un sistema di stoccaggio di plastica riciclato ptfe (teflon) - taglio a freddo di dispositivi a microonde 5G
Programma di trattamento tossico per il gas tossico
Sistema di filtraggio a quattro fasi: scrugging chimico attivo plasma decomposizione
Camera operativa di pressione negativa: monitoraggio in tempo reale della concentrazione di PFOA/PFOS concentrazione
Scrupper speciale: 99.99% di funzionamento della fluota di efficienza nylon (PA) - marcatura del tubo del compartimento del motore
Rispetto al tradizionale laser CO₂, la velocità di assorbimento del nylon è aumentata del 300%e la combinazione di potenza di 45-55 W è adottata:
Controllo della profondità di 0,2 mm: frequenza di impulso 20-80KHz regolabile
Processo antim-carbonizzazione 180 ° C
Definizione del carattere: accuratezza della larghezza della linea ± 0,05 mm (IATF 16949 6.3.1)
Requisiti speciali per l'industria automobilistica
✅ La microdurezza Hv0.3 dell'area marcata ± 5% del valore originale
✅ ha superato l'85 ° C/85% di centesimi RH PEI (Ultem®) —— Parti aerospaziali resistenti ad alta temperatura
elemento parametro
Valore standard
Power laser
50W UV Laser
Velocità di taglio
200mm/min
Gas assistito
99,999% azoto
tasso di ritenzione della forza
340 ℃ ambiente ＞ 95%
; altezza = "600"> Peek— - Il re della biocompatibilità per gli impianti medici
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Riepilogo
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