Введение

Материал с направленным потоком электромагнитного поля (Flux Field Directional Material, FFDM) 3M™ EM15TF относится к серии аналогичных материалов, которая включает также EM15TF-007, -008, -010, -012, -014, -020, -026 и -026-H. для тестирования совместимости с лазерной обработкой был выбран материал EM15TF-012. Он состоит из черной полиэтилентерефталатной (ПЭТ) 10-микронной пленки с односторонним покрытием, магнитного слоя из спеченного феррита толщиной 100 мкм, чувствительного к усилию прижатия клейкого слоя (pressure sensitive adhesive, PSA) толщиной 10 мкм и снимаемой ПЭТ-пленки толщиной 75 мкм. Схема слоев материала EM15TF показана на рисунке 1.Материалы 3M FFDM представляют собой гибкие магнитные листы, используемые для магнитного экранирования радиочастотных устройств. Жесткая, хрупкая природа внутреннего спеченного ферритового магнитного слоя затрудняет обработку этого материала, что при обработке обычными механическими методами приводит к образованию трещин и шероховатой кромке. Бесконтактный характер лазерной обработки преодолевает эту проблему и позволяет обрабатывать проекты со сложной геометрией без существенной деформации и растрескивания материала. Для материалов 3М FFDM применима только лазерная резка, при которой получаются гладкие кромки и минимальные зоны теплового воздействия без ухудшения физических свойств материалов. Другие лазерные процессы не рекомендуются, поскольку они не соответствуют предполагаемому использованию этих материалов. Технологии компании Universal Laser Systems упрощают единообразную и многократную обработку этих материалов с высокой точностью размеров, поскольку бесконтактный характер лазерной обработки значительно уменьшает растрескивание материала во время обработки.

Примечания к лазерной обработке

Материал 3M FFDM EM15TF был протестирован для оценки применимости лазерной обработки и определения наилучшей конфигурации пиковой мощности и длины волны лазера. Неорганическая природа спеченного ферритного слоя требует использования конфигурации системы MultiWave Hybrid ™, которая объединяет волоконный лазер с длиной волны 1,06 мкм и CO₂-лазер в один комбинированный обрабатывающий луч, создавая качественную кромку с минимальным тепловым воздействием. Энергия 1,06-микронного лазера эффективно поглощается спеченным ферритом, надрезая материал без растрескиваний. При добавлении в комбинированный луч лазерной энергии с длиной волны 9,3 или 10,6 мкм спеченный феррит при резке разогревается, вызывая контролируемое распространение трещины вдоль траектории надреза. Без применения конфигурации MultiWave Hybrid луч с длиной волны 1,06 мкм только надрезает материал, но не создает контролируемую трещину, которая разделяет материал вдоль траектории лазера, а отдельно лазерная энергия с длиной волны 9,3 или 10,6 мкм никак не воздействует на спеченный ферритный материал. Остальные три слоя — черная ПЭТ-пленка, клейкий PSA-слой и снимаемая ПЭТ-пленка — легко поглощают длины волн 9,3 и 10,6 мкм и обрабатываются одновременно со слоем спеченного феррита. При оптимальной конфигурации энергии лазерного излучения — мощность 75 Вт при длине волны 9,3 или 10,6 мкм плюс 50 Вт при длине волны 1,06 мкм — лазерная резка материала 3М FFDM EM15TF с неснятой ПЭТ-пленкой дает качественную кромку. На рисунках 2 и 3 показаны сделанные под микроскопом при 300-кратном увеличении изображения соответственно с верхней и нижней стороны кромки EM15TF после лазерной резки.Дальнейший анализ показывает, что черный ПЭТ-слой и удаляемая ПЭТ-пленка качественно обрабатываются 9,3 или 10,6 мкм CO₂-лазерным источником. Спеченный ферритный магнитный слой чисто обрабатывается 50-ваттным источником лазерного излучения с длиной волны 1,06 мкм в сочетании с 9,3 или 10,6 мкм CO₂-лазерным источником в конфигурации MultiWave Hybrid. На рисунке 4 показана 3D-визуализация контура обработанной лазером кромки материала 3M FFDM EM15TF. Видно, как ПЭТ-слой реагирует на энергию лазера, образуя «волну» расплавленного материала на верхней поверхности вдоль траектории обработки (красная область).Пример обработки

Благодаря технологии Universal Laser Systems могут быть реализованы проекты по обработке клейкой ленты 3M FFDM EM15TF, в которых требуется получать сложные геометрические формы и мелкие элементы без ухудшения физических свойств материала. Пример, демонстрирующий результаты лазерной резки материала 3M FFDM EM15TF, показан на рисунке 5.Заключение

Материал 3M FFDM EM15TF подходит для лазерной обработки и был тщательно протестирован для определения оптимальной конфигурации системы. В ходе тестирования установлено, что лазерная резка является практически выполнимой. Идеальная конфигурация для лазерной резки этого материала — CO₂-лазерный источник мощностью 75 Вт и длиной волны 10,6 или 9,3 мкм в сочетании с 50-ваттным 1,06 мкм волоконным лазерным источником с использованием технологии MultiWave Hybrid. Слой спеченного феррита эффективно поглощает лазерную энергию с длиной волны 1,06 мкм в сочетании с длинами волн 10,6 или 9,3 мкм, а черная ПЭТ-пленка, клейкий PSA-слой и снимаемая ПЭТ-пленка эффективно поглощают длины волн 10,6 или 9,3 мкм, создавая чистую качественную кромку с минимальной зоной теплового воздействия и обесцвечивания.