التفلون^®

معالجة التفلون^® باستخدام تقنية المعالجة الرقمية للمواد باستخدام الليزر (DLMP^®)

التفلون^® وتقنية المعالجة الرقمية للمواد باستخدام الليزر (DLMP^®)

خصائص المواد للتفلون، مثل الذوبان في درجة حرارة عالية وغياب الربط العرضي، مما يجعله متوافق بدرجة كبيرة مع تقنية المعالجة الرقمية للمواد باستخدام الليزر (DLMP) والتي تستخدم طاقة الليزر لتعديل شكل أو مظهر المواد. آثار تفاعل طاقة الليزر مع التفلون هي استئصال المادة وتعديلها. في حالة التفلون، يمكن تطبيق القطع والحفر والنقش بالليزر. يمكن لطاقة الليزر استئصال المادة لقطع أو حفر أو نقش المادة، أو أنه يمكنه تغيير خصائص السطح لإنشاء علامة مرئية.

المواصفات الفنية لمعالجة المواد بالليزر

استئصال المواد

استئصال المادة هي عملية فيزيائية لإزالة المادة. تتم إزالة المواد تماما من أعلى إلى أسفل السطح أو جزئيا من الجزء العلوي من المواد وصولاً إلى عمق محدد.

يعتبر التفلون ممتص ممتاز لثاني أكسيد الكربون الناتج من طاقة الليزر (الطول الموجي = 10.6 ميكرون). عندما يمتص التفلون طاقة الليزر، فإنه يحول بسرعة الطاقة الضوئية إلى الاهتزازات الجزيئية (الحرارة). ومن خلال حرارة كافية، يخضع التفلون "للانشقاق"، حيث يتم كسر الروابط بين وحدات متكررة نظيفة، دون تدهور كبير للوحدة الأساسية. تتحول المواد الموجودة مباشرة في مسار الليزر إلى بخار وجسيمات دقيقة.

لهذه الأسباب، يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير لاستئصال التفلون. المواد خارج بقعة أو مسار الليزر سوف تتعرض إلى بعض الحرارة، ولكنها ليست كافية للاحتراق والاستئصال الكامل والدقيق. وغالبًا ما يشار إلى هذه المنطقة من التأثير الحراري باسم المنطقة المتضررة من الحرارة أو HAZ. في حالة التفلون، لم يتم إنشاء أي منطقة متضررة من الحرارة لأن التفلون يمتلك درجة حرارة ذوبان عالية؛ وهذا يعني أن الأسطح المجاورة يمكن أن تتحمل الاتصال بالحرارة بدون ذوبان أو غليان. يمكن تقليل الآثار الحرارية عن طريق اختيار قوة ليزر مناسبة لسمك معين من المواد.

القطع بالليزر

القطع بالليزر هو الإزالة الكاملة وفصل المادة من السطح العلوي إلى السطح السفلي على طول مسار معين. بسبب ارتفاع درجة حرارة الذوبان، والنقاء الأصيل، يتم استئصال التفلون بنظافة من المواد السائبة. الحواف التي تنتج من التفلون المقطوع بالليزر تكون ناعمة وخالية من التلون المرتبط أحيانًا بالعمليات الحرارية. سينتج التفلون المقطوع بالليزر مسحوقًا ناعمًا من جسيمات PTFE التي يمكن تنظيفها بسهولة بقطعة قماش جافة. ويمكن أن تمتد القدرة المعروضة إلى أي شكل تقريبًا، حتى قطع القطع المعقدة والمتقاربة.

قطع الليزر 0.25 بوصة شكل الماس سميك من التفلون الأبيض

الحفر بالليزر

الحفر بالليزر هو العملية التي تتم من خلالها إزالة المادة من السطح العلوي وصولاً إلى عمق محدد. وهذا ممكن بسبب السيطرة الكاملة على تعديل الليزر. من خلال التغيير المستمر في طاقة الليزر، يمكن استخدام الحفر بالليزر للقوام والصور والمعلومات مثل النص والأرقام. يمكن حفر التفلون بنظافة بدون تلون أو ذوبان. مرة أخرى، يرجع ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة الذوبان والنقاء.

قناة تم إنشاؤها بواسطة الحفر بالليزر

النقش بالليزر (العمق)

عندما تستخدم طاقة الليزر في إنتاج معلومات تعريفية على المادة ليقرأها شخص أو ماكينة، مثل الباركود أو كود تاريخ الطرد أو الرقم المسلسل أو رقم القطعة، فهذا يسمى نقش بالليزر مع العمق أو نقش عميق بالليزر، بالرغم من أن العملية في الأساس هي حفر على المادة. يتغلب النقش العميق بالليزر على التحدي طويل الأمد مع التفلون. إن استخدام الأساليب القائمة على الحبر لتحديد أجزاء التفلون تفشل دائمًا لأن الحبر ببساطة لن يلتصق بالسطح. تنشئ تقنية المعالجة الرقمية للمواد باستخدام الليزر نقوشًا دائمة بدون مشكلات التعامل مع الأحبار المحدثة للفوضى.

الرقم التسلسلي، حجم الخط 24 يتم تطبيقه على التفلون الأسود باستخدام النقش العميق بالليزر

تعديل المواد

كما نوقش مسبقًا، يمتص التفلون طاقة ليزر 10.6 ميكرون بسهولة ويذوب بنظافة. ومع ذلك، فإن ليزر ثاني أكسيد الكربون غير فعال في خلق التباين. ليزر الألياف الذي يعمل عند 1.06 ميكرون هو أيضًا غير فعال في صنع تباين في التفلون الأبيض النقي. في الواقع، غالبا ما يستخدم التفلون كموزع للضوء في هذا الطول الموجي. ولكن هناك طريقة لإنتاج التباين على التفلون الأسود. تمتص صبغة الكربون السوداء التي تستخدم لصنع التفلون الأسود طاقة ليزر الألياف بشكل جيد جدًا. يتم تحويل هذه الطاقة إلى حرارة، موصلة بمصفوفة البوليمر. عند التحكم فيه بشكل صحيح، سيبدأ البوليمر في الغليان، مما يصنع المزيد من مساحة السطح. تكسر الأسطح الإضافية أشعة الضوء، مما ينتج عنه تباينًا عاليًا، ونقش بلون أبيض فاتح على التفلون الأسود. هذه العملية، التي يشار إليها أحيانا باسم التبييض أو الرغوة، لا تترك أي بقايا أو مسحوق، والمناطق المنقوشة تحتفظ بخصائص التفلون.

النقش بالليزر (السطح)

يمكن النقش على التفلون الأسود بليزر الألياف لعرض معلومات، مثل الأرقام والنصوص، والباركود، وحتى الصور الفوتوغرافية. يكون النقش ثابتًا ويبدو فيه تباين عالي، الأمر الذي يجعله جذابًا على عكس الطرق التي تستخدم الحبر. يظهر المثال رقمًا تسلسليًا منقوشًا على سطح التفلون الأسود.

الرقم التسلسلي، حجم الخط 24، نقش سطح التفلون الأسود

العمليات المشتركة

يمكن تطبيق عمليات متعددة على التفلون دون الحاجة إلى نقل أو إعادة تركيب المواد. توضح صورة المثال كيف يمكن الجمع بين العمليات لقطع التفلون من مخزون الأوراق، وحفر شكل الماس في المواد، ونقش السطح بالرقم المسلسل. تتم عملية الحفر والنقش دائمًا قبل القطع في عملية مشتركة.

القطع والنقش بالليزر على التفلون الأسود

اعتبارات الصحة والسلامة البيئية

عادة ما ينتج عن تفاعل الليزر مع المواد مخلفات غازية أو جسيمات. آلية التحلل الأولية للتفلون® عند استخدام عمليات الاستئصال بالليزر هي الانشقاق؛ حيث يتم استئصال جزيئات أصغر من التفلون من المادة ويتم ترسيبها في مسحوق أبيض ناعم. كما أن النفايات السائلة الغازية موجودة أيضًا وتشمل فلوريد الكربونيل، الفلوروفورم، سداسي الفلوروبروبلين ورباعي الفلورو بروبلين. يتعين تمرير هذه الغازات والجسيمات نحو المناطق الخارجية مع الالتزام بالتشريعات الحكومية ذات الصلة. أو عوضًا عن ذلك، يمكن معالجة المخلفات بواسطة نظام تصفية أولاً ثم توجيهها إلى الخارج. بعض المواد لديها ميل لتوليد المنتجات الثانوية القابلة للاشتعال أثناء معالجة الليزر. ولذلك، ينبغي دائمًا الإشراف على معالجة الليزر.