관련 이름
Symalit® ECTFE, Norton® ECTFE
Halar®
DLMP®(Digital Laser Material Processing) 기술을 사용한 Halar® 가공
Halar®는 에틸렌과 클로로트리플루오로에틸렌의 열가소성 공중합체인 에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(ECTFE)의 상표명입니다. Halar는 Solvay Specialty Polymers에서 개발해 출시했습니다.
Halar는 높은 수준의 방식력과 매우 낮은 투과도가 요구되는 응용 분야에 유용합니다. Halar는 뛰어난 산, 솔벤트, 산화제, 부식성 보존액에 대해 높은 온도와 농도에서도 저항력이 뛰어납니다. 또한 열과 화재에 대한 저항력이 있고 전기 절연에 적합한 특성(즉, 높은 저항, 낮은 유전 상수)을 갖고 있습니다.
Halar는 원래 흰색에 가깝지만 때때로 검은색으로 공급됩니다. 판재, 봉재, 거칠게 짠 직물 형태로 공급됩니다.
화학명
에틸렌 클로로트리플루오로에틸렌(가장 일반적인 명칭), poly(1-chloro-1,2,2-trifluorobutane-1,4-diyl), poly(ethene-co-chlorotrifluoroethene)
제조사
Solvay Specialty Polymers®, Quadrant Plastics, Saint-Gobain High Performance Films
Halar®과 DLMP® 기술
Halar는 주로 내열성과 내산화성의 재료 특성 덕분에 DLMP®(Digital Laser Material Processing) 기술과 잘 맞습니다. 이 특성이 DLMP 기술의 작업 결과에 미치는 영향은 다음 여러 섹션에서 자세히 다룹니다.
레이저 에너지와 Halar의 상호 작용으로 재료 제거와 개조가 이루어집니다. Halar의 경우에는 레이저 절단, 레이저 제판, 레이저 마킹 공정을 적용할 수 있습니다. 레이저 에너지가 재료에 대해 절단, 제판, 마킹 작업을 수행하거나 표면 특성을 변화시켜 눈에 보이는 표시를 만들 수 있습니다. 이러한 각 공정에 대한 자세한 내용이 아래에 나와 있습니다.
재료 제거
재료 제거는 물리적으로 재료를 제거하는 공정입니다. 재료를 위에서 아래까지 완전히 제거하거나 위에서부터 특정 깊이까지 일부만 제거합니다.
Halar는 CO2 레이저 에너지(파장=10.6 μm)의 뛰어난 흡수재입니다. Halar는 레이저 에너지를 흡수할 때 광학 에너지를 분자 진동(열)으로 빠르게 변환합니다. 충분한 열이 가해지면 Halar에서 빠른 용융과 기화가 발생합니다. 이때 분자 구조의 여러 곳에서 분자 결합이 깨집니다. 레이저 경로에 직접 놓인 재료가 제거되고 증기가 발생하지만 잔해물이나 변색은 생기지 않습니다. Halar의 레이저 제거에는 주로 CO2 레이저가 사용됩니다.
레이저 초점 또는 경로 바로 바깥에 위치한 재료는 일부 열을 전도하지만 완전한 제거가 발생하기에는 열이 충분하지 않습니다. 이러한 부분을 종종 열 영향부(HAZ)라고 부릅니다. Halar의 경우에는 용융점이 높기 때문에 최소한의 HAZ가 생성됩니다. 인접면은 과도한 용융 없이 전도열을 견딜 수 있습니다. DLMP 개요에서 설명한 것처럼 주어진 재료 두께에 대해 적절한 출력을 선택해서 열 영향부를 최소화할 수 있습니다.
레이저 절단
레이저 절단은 지정된 경로를 따라 재료를 위에서 아래까지 완전히 제거해 분리해내는 공정입니다.
뛰어난 내열성 때문에 Halar는 높은 정확도로 절단할 수 있습니다. 레이저 절단된 Halar의 모서리는 매끈하고 다른 열 가공에서 종종 생기는 변색이 없습니다. Halar을 레이저 절단하면 모서리가 매끈하게 나오기 때문에 추가적인 공정이 필요 없습니다. 이 예에 제시된 기본 기능은 복잡하고 조밀한 절단을 포함해 거의 모든 형상으로 확장할 수 있습니다.
Halar를 레이저 절단한 형상, 두께 3.3 mm(0.13")
레이저 제판
레이저 제판은 재료를 윗면에서부터 특정 깊이까지 제거하는 공정입니다. 이 공정은 레이저 변조의 엄격한 제어를 통해 가능합니다. 레이저 출력을 연속적으로 변화시켜서 레이저 제판을 질감 표현, 문자와 숫자 같은 정보를 표시하는 데 사용할 수 있습니다. 이 예는 재료를 제어된 깊이로 제거하기 위해 레이저 에너지를 어떻게 제어할 수 있는지를 보여줍니다. Halar는 변색 또는 현저한 용융 없이 제판 가공이 가능합니다.
Halar에서 레이저 제판 가공으로 만든 0.89 mm(0.035") 깊이의 홈
레이저 마킹(깊이)
레이저 에너지를 사용해 바코드, 날짜/로트 코드, 일련 번호 또는 부품 번호와 같이 재료에 사람이나 기계가 읽을 수 있는 식별 정보를 만들 수 있습니다. 이 공정은 기본적으로 레이저 제판에 해당되지만 레이저 깊이 마킹이라고 부릅니다.
Halar에 새겨넣은 일련 번호, 문자 높이 5.59 mm(0.22")
재료 개조
설명한 것처럼 10.6 μm CO2 레이저는 절단과 제판을 위한 재료 제거에 매우 유용합니다. 그러나 CO2 레이저는 대비 마크를 만드는 데는 효과적이지 않습니다. 이 작업에는 파이버 레이저가 더 적합합니다. Halar는 1.06 μm 파이버 레이저 에너지도 흡수해서 열로 변환합니다. 표면에 가해지는 출력을 엄격하게 제어해서 재료 제거 없이 대비 마크를 만들 수 있습니다. 그에 따라 만들어지는 마킹은 검은색입니다. 종종 탄화라고 부르는 이 공정은 잔류물 또는 분말을 남기지 않습니다.
레이저 마킹(표면)
Halar는 파이버 레이저를 사용한 표면 마킹으로 숫자, 문자, 바코드, 심지어 사진 같은 정보를 새겨넣을 수 있습니다. 이렇게 생성된 마킹은 영구적이고 뛰어난 대비 효과를 나타내서 잉크 공정을 대신하기에 적합합니다. 이 공정은 사람과 기계가 읽을 수 있는 정보를 새겨넣는 공정에 적합합니다.
파이버 레이저를 사용해 Halar 표면에 새겨넣은 일련 번호, 문자 높이 5.59 mm(0.22")
결합 공정
재료를 이동하거나 다시 고정할 필요 없이 여러 공정을 Halar에 적용할 수 있습니다. 이 예에서는 여러 공정을 결합하여 시트 재고에서 Halar를 절단하고 재료에 홈을 파내고 일련 번호를 마킹하는 방법을 보여줍니다. 이러한 공정의 순서를 작업자가 조절할 수 있습니다.
절단, 제판, 표면 마킹 가공을 한 Halar, 두께: 3.30 mm(0.13"), 제판 깊이: 0.89 mm(0.035"); 텍스트 높이: 5.59 mm(0.22")
환경, 보건, 안전 측면의 고려 사항
레이저를 사용한 재료 가공에서는 항상 기체 유출물 또는 미립자가 생성됩니다. CO2 레이저를 사용해 Halar를 레이저 가공할 때는 복잡한 중합체 화학 특성 때문에 다양한 불소와 염소가 함유된 기체가 생성됩니다. 가장 주목할 점은 이 유출물에는 염산과 불화수소가 함유되어 있다는 것입니다. 이러한 기체와 미립자는 정부의 규정에 따라 외부 환경으로 배출해야 합니다. 또는 유출물을 여과 시스템으로 처리한 후 외부 환경으로 배출해야 합니다. Halar는 고온에 잘 견디지만 충분한 레이저 에너지를 가하면 방열 반응이 발생할 수 있습니다. 따라서 Halar를 레이저 가공할 때는 항상 관리 감독이 이루어져야 합니다.
