Schiuma poliuretanica microcellulare 3M™

Lavorazione della schiuma poliuretanica microcellulare 3M™ utilizzando la tecnologia Digital Laser Material Processing (DLMP®) (Lavorazione digitale di materiali mediante laser)

I prodotti in schiuma poliuretanica microcellulare 3M™ sono costituiti da una schiuma poliuretanica microcellulare termoindurente dotata o meno di supporto adesivo. Questi prodotti vantano un buon controllo di ammortizzazione, di tenuta e delle vibrazioni grazie alle loro proprietà di compressione estremamente basse. Tuttavia, la struttura a celle aperte consente il passaggio di gas e vapori attraverso il materiale. Quando questo prodotto viene rivestito con adesivi 3M, fornisce elevata presa iniziale ed eccellente resistenza al taglio in un ampio intervallo di temperature.


Queste schiume sono state progettate per applicazioni di guarnizione e tenuta ad alte prestazioni, ma trovano applicazione anche nel settore automobilistico, aerospaziale, elettronico e medico per lo smorzamento del suono e il controllo delle vibrazioni.


La schiuma poliuretanica 3M viene prodotta in densità di 240 kg/m3 (15 libbre/piede3) e 320 kg/m3 (20 libbre/piede3) e in spessori compresi tra 1,59 mm (0,0625") e 12,7 mm (0,5"). È disponibile senza adesivo o con una varietà di spessori, supporti e rivestimenti adesivi. Tutte le schiume poliuretaniche 3M sono di colore nero.

Nomi correlati

Schiuma poliuretanica premium 120XX 3M™

Nomi chimici

N/D

Fabbricanti

3M™


Schiuma poliuretanica 3M™ e tecnologia DLMP®

I fattori chiave che rendono la schiuma poliuretanica 3M facile da lavorare con tecnologia DLMP sono una chimica termoindurente e a densità relativamente bassa. Nelle sezioni a seguire si descrive il modo in cui questa proprietà influenza i risultati della tecnologia Digital Laser Material Processing (DLMP) (Lavorazione digitale di materiali mediante laser). L'effetto più utile dell'energia laser con la schiuma poliuretanica 3M è l'ablazione del materiale. Nel caso della schiuma poliuretanica 3M, valgono i processi di taglio laser e incisione laser. Ciascuno di tali processi viene descritto nella rispettiva sezione a seguire.


White paper sulla lavorazione di materiali mediante laser

Galleria

Ablazione di materiale

L'ablazione di materiale è un processo fisico che asporta il materiale. Il materiale viene asportato completamente dalla parte superiore a quella inferiore della superficie o parzialmente dalla parte superiore del materiale fino a una profondità specificata.


Il poliuretano è un eccellente assorbitore di energia laser CO2 (lunghezza d'onda = 10,6 μm). Quando il poliuretano assorbe l'energia laser, converte rapidamente l'energia ottica in vibrazioni molecolari (calore). Poiché questo tipo di poliuretano è un termoindurente, un calore sufficiente porta alla rapida decomposizione chimica. Il materiale direttamente nel percorso del laser viene ablato con precisione in vapore e particelle sottili.


Per tali motivi, i laser a CO2 vengono solitamente utilizzati per l'ablazione laser di schiuma poliuretanica. Il materiale appena all'esterno del punto o percorso del laser condurrà un po' di calore, ma non in quantità sufficiente all'ablazione completa e accurata. Quest'area di effetto termico viene spesso indicata come zona termicamente alterata o HAZ. Nel caso della schiuma poliuretanica 3M, non si crea praticamente alcuna zona termicamente alterata (HAZ), poiché la struttura della schiuma a bassa densità non necessita di elevati carichi termici per il taglio o l'incisione. Inoltre, il polimero è un termoindurente, pertanto può essere sottoposto al calore senza sciogliersi.

Taglio laser

Il taglio laser è l'asportazione e separazione complete del materiale dalla superficie superiore a quella inferiore lungo un percorso designato.


Grazie alla sua elevata temperatura di servizio e ridotta densità, la schiuma poliuretanica 3M viene ablata in modo preciso dal materiale sfuso. I bordi che si ottengono dal taglio laser sono lisci e privi dello scolorimento a volte associato ai processi termici. A dimostrazione di ciò, si veda il seguente esempio con una forma di losanga spessa da 6,35 mm (0,25 pollici) tagliata a laser da schiuma poliuretanica 3M.

forma-di-losanga-tagliata-a-laser-da-schiuma-poliuretanica-3m


Il taglio laser di questo prodotto genera pochissimi residui e può essere usato così com'è nella maggior parte dei casi. Per sezioni più spesse, è possibile usare un panno umido per ripulire eventuali solidi. La capacità di base illustrata può essere estesa praticamente a qualsiasi forma, perfino complessa e a tagli molto ravvicinati.


In caso di utilizzo con un rivestimento adesivo, è anche possibile il taglio parziale. Il taglio parziale è un tipo di taglio selettivo mediante il quale si asporta lo strato superiore del materiale, ma si lascia intatto quello inferiore. Tale operazione è possibile perché il laser può essere modulato in modo preciso sull'intera area di lavoro. Le tre immagini successive mostrano un esempio di come sia possibile applicare un processo di taglio parziale alla schiuma poliuretanica 3M. La schiuma e l'adesivo della forma desiderata si staccano, mentre il rivestimento resta intatto.


laser-parziale-profondità-taglio-losanga-schiuma-poliuretanica-3mlosanga-schiuma-poliuretanica-3m-laser-parziale-profondità-tagliofondo-schiuma-poliuretanica-3m-materiale-lamina

Incisione laser

L'incisione laser è il processo mediante il quale il materiale viene asportato dalla parte superiore a quella inferiore fino a una profondità specificata. Tale operazione viene resa possibile dallo stretto controllo sulla modulazione del laser. Mediante la variazione continua della potenza laser, si può usare l'incisione laser per texture, fotografie e informazioni, quali ad esempio testi e numeri. Questo esempio mostra come sia possibile controllare l'energia laser per asportare materiale a una profondità controllata. La schiuma poliuretanica 3M può essere incisa con precisione senza scolorimento o fusione per gli stessi motivi per cui può essere tagliata in modo altrettanto preciso.

Canale inciso a laser nella schiuma poliuretanica microcellulare 3M™ a forma di losanga
Mediante l'incisione laser si crea un canale di 99 x 61 mm (3,9 x 2,4")

Marcatura laser (profondità)

Quando l'energia laser viene usata per produrre un'identificazione o delle informazioni leggibili da persone e/o macchine su un materiale, quale un codice a barre, data/codice lotto, numero di serie o numero parte, il processo viene considerato marcatura laser o marcatura della profondità laser, sebbene sia fondamentalmente incisione nel materiale. Questa immagine esemplificativa mostra un numero di serie su una schiuma poliuretanica 3M usando la marcatura della profondità laser.

Schiuma poliuretanica microcellulare 3M™ marcata a laser in profondità per il numero di serie
Numero di serie, dimensione carattere 24 punti applicata alla schiuma poliuretanica 3M usando la marcatura della profondità laser

Processi combinati

È possibile applicare processi multipli alla schiuma poliuretanica 3M senza dover spostare o fissare nuovamente il materiale. Questa immagine fornisce una dimostrazione di come sia possibile combinare i processi per tagliare la schiuma poliuretanica 3M da fogli di lamiera, incidere una forma a losanga nel materiale e incidere un numero di serie.

Schiuma poliuretanica microcellulare 3M™ tagliata a laser in forma di losanga
Una forma a losanga da 6,35 mm (0,25") con taglio laser da 127 x 76 mm (5" x 3")

Considerazioni su ambiente, salute e sicurezza

Le interazioni tra laser e materiale creano quasi sempre effluente gassoso e/o particolato. Poiché questo prodotto è basato su un polimero termoindurente, il materiale degraderà chimicamente in metil carbamato invece che fondersi o bollire. Inoltre, si genera l'effluente della fase gassosa e la maggior parte è costituita da monossido di carbonio. Questi gas e particolati devono essere convogliati a un ambiente esterno in base alle normative governative. Oppure, è possibile trattare l'effluente prima con un sistema di filtrazione e poi convogliarlo a un ambiente esterno. Alcuni materiali tendono a generare sottoprodotti infiammabili durante la lavorazione laser. Pertanto, occorre sempre monitorare la lavorazione laser.