3M™微細セルポリウレタンフォーム

デジタルレーザー加工（DLMP^®）技術を使用した3M微細セルポリウレタンフォームの加工

3M™ポリウレタンフォームおよびDLMP®技術

3MポリウレタンフォームをDLMP技術で容易に加工するための重要な要素は、比較的低密度で熱硬化性の化学物質であることです。この特性が、どのようにデジタルレーザー材料加工（DLMP）技術の結果に影響を及ぼすかについては、以下の欄で詳しく説明します。3Mポリウレタンフォームとレーザーエネルギーの最も有用な効果は、素材アブレーションです。3Mポリウレタンフォームの場合、レーザー切断および彫刻が適用可能です。各加工については、以下の各欄で説明します。

レーザー加工白書

素材のアブレーション

素材アブレーションは、素材を除去する物理的プロセスです。材料を上面から底面まで完全に除去するか、または上部から特定の深さまで部分的に除去します。

ポリウレタンはCO₂レーザーエネルギー（波長=10.6μm）の優れた吸収体です。ポリウレタンがレーザーエネルギーを吸収すると、急速に光エネルギーを分子振動（熱）に変換します。このタイプのポリウレタンは熱硬化性なので、十分な熱により急速な化学分解を誘導します。レーザパス内にある素材は、蒸気と微粒子となりきれいに除去されます。

この理由から、CO₂レーザーはポリウレタンフォームのレーザーアブレーションに一般的に使用されています。レーザーのスポットまたはパスのすぐ外側の材料は熱を伝導しますが、完全かつ徹底したアブレーションには不十分です。熱の影響を受けるこの領域は、しばしば「熱影響域」またはHAZと呼ばれます。3Mポリウレタンフォームの場合、低密度発泡体構造では、切断や彫刻に大きな熱負荷を必要としないので、実質的にHAZは生成されません。さらに、ポリマーは熱硬化性であるため、溶解せずに熱に耐えることができます。

レーザー彫刻

レーザー彫刻とは、素材を表面から特定の深さまで除去する加工です。これは、レーザー変調を厳密に制御することで可能になります。レーザー出力を連続的に変化させることで、テクスチャ、写真、およびテキストや数字などの情報にレーザー彫刻を使用することができます。この例は、どのようにレーザーエネルギーを制御して、制御された深さまで材料除去をおこなうかを示しています。3Mポリウレタンフォームは、きれいに切断できるのと同じ理由で、変色や融解なしできれいに彫刻することができます。

レーザー彫刻で作製した3.9×2.4インチ（99×61mm）のチャンネル

レーザーマーキング（深）

レーザーエネルギーを使用して、人も機械も判読可能なIDまたは情報（バーコード、日付／ロットコード、シリアル番号、または部品番号など）を材料に入れる場合、加工として考えられるのは、深さのあるレーザーマーキング、またはレーザー深さマーキングですが、これらは本質的に材料に彫刻します。本例の画像は、レーザー深さマーキングを使用した3Mポリウレタンフォーム上のシリアル番号を示しています。

レーザー深さマーキングを使用した3Mポリウレタンフォームにシリアル番号、24ポイントフォントサイズが適用された

複合加工

3Mポリウレタンフォームには複数の加工を適用でき、材料を移動したり再固定したりする必要はありません。この画像は、加工をどのように組み合わせると、3Mポリウレタンフォームをシートストックから切断したり、材料にひし形を彫刻したり、シリアル番号を彫刻したりできるかを示しています。

5インチ×3インチ（127×76mm）のレーザー切断した0.25インチ（6.35mm）のひし形の形状

環境、健康および安全に関する考慮事項