Teflon^®

使用数字激光材料加工（DLMP^®）技术加工Teflon^®

Teflon^®和DLMP^®技术

Teflon的高熔点和无交联等材料特性使其高度适应DLMP（数字激光材料加工）技术，这种技术利用激光能量改变材料的形状或外观。激光能量与Teflon相互作用的效应是材料蚀除和材料改性。如果材料是Teflon，可应用激光切割、激光雕刻和激光打标的工艺。激光能量可蚀除材料，以进行材料的切割、雕刻或打标，也可以改变表面性质以形成可见标记。

激光材料加工白皮书

材料蚀除

材料蚀除是去除材料的物理过程。该过程将材料从顶部到底部表面完全去除或从顶部向下到指定深度部分去除。

Teflon是出色的CO₂激光能量（波长=10.6 μm）吸收材料。Teflon吸收激光能量时，其迅速将光能转化为分子振动（热能）。在足够热能的作用下，Teflon经历了"断链"过程，其中重复单元之间的化学键"干净"地断开，没有基础单元的严重降解。直接处于激光路径中的材料被干净地蚀除，成为蒸气和细微Teflon颗粒。

出于这些原因，经常使用CO₂激光器进行Teflon的激光蚀除。紧靠激光光斑或路径外侧的材料会传导一部分热量，但不足以完全和彻底地蚀除。这个热效应的区域通常被称为热影响区，或HAZ。如果材料是Teflon，因为Teflon具有很高的熔融温度，所以基本上不会产生HAZ；这意味着相邻表面可以经受住传导的热量，而不会出现熔融或起泡。通过针对给定的材料厚度选择适当的激光功率，可最大限度降低热效应。

激光切割

激光切割就是材料从上表面到下表面沿指定路径完全去除和分离。由于Teflon高熔融温度和固有纯度的缘故，所以可从大块材料干净地蚀除。激光切割Teflon得到的边缘光滑，不会出现热加工时常伴有的变色。对Teflon执行激光切割会产生PTFE颗粒物的细粉末，可使用干毛巾轻松清除。所示的能力可被扩展到几乎所有形状，甚至是复杂和间隔很近的切口。

从白色Teflon中激光切割出0.25”厚的菱形。

激光雕刻

激光雕刻是将材料从顶部向下去除到指定深度的过程。通过对激光器调制进行严格控制可以实现这一点。通过持续改变激光能量，可使用激光器雕刻出纹理、照片和各种信息（如文本和数字）。在没有变色或熔融的情况下就能干净地雕刻Teflon。同样，这是由于该材料的高熔融温度和纯度。

通过激光雕刻形成的槽

激光打标（深度）

激光能量用来在材料上产生条形码、日期/批次代码、序列号或零件号等人读和/或机读标识或信息时，可将这个过程认为是带深度的激光打标或激光深度打标，但其在本质上是对材料进行雕刻。激光深度打标克服了长期存在的Teflon加工难点。单是因为油墨无法粘在表面上，使用基于油墨的方法标识Teflon零件就不可避免会失败。使用DLMP技术可形成永久性雕刻图案，避免了处理脏乱油墨的烦恼。

使用激光深度打标在黑色Teflon上打出的24磅字体大小序号

材料改性

如讨论过的那样，Teflon很容易吸收10.6 µm激光能量并被干净地蚀除。然而，CO₂激光器在形成鲜明对比方面效果不大。对于在纯白色Teflon上形成对比度，1.06 µm波长下工作的光纤激光器同样也效果不大。实际上，Teflon通常用作此波长的光扩散板。然而，可采用某种方式在黑色Teflon上产生对比度。用于形成黑色Teflon的炭黑颜料可很好地吸收光纤激光能量。这种能量被转换为热量，被聚合物基体传导。适当控制时，聚合物将开始起泡，形成更大的表面积。额外的表面产生折射，在黑色Teflon形成高对比度的灰白色标记。这种工艺有时称为漂白或发泡，其不会留下任何残留物或粉末，并且标记区域保持Teflon的特性。

激光打标（表面）

可使用光纤激光器在黑色Teflon上打标以传达信息，如数字、文本、条码甚至照片。标记永久存在并展示出高对比度，使其成为引人注目的油墨方法替代方案。该示例显示在黑色Teflon表面上标记的序号。

在黑色Teflon表面上标记的24磅字体大小的序号

组合工艺

可在Teflon上应用多种工艺，而没有必要移动或重新夹持材料。该示例图像展示了如何将工艺组合，从片料中切割Teflon，将菱形雕刻到材料中并在表面标记序号。在此组合工艺中，始终在切割之前执行雕刻和打标。

激光切割和打标的黑色Teflon

环境、健康和安全考虑事项

激光材料相互作用几乎总是产生气态流出物和/或颗粒物。使用激光蚀除工艺时，Teflon®的主要分解机制是断链；从材料上蚀除较小的Teflon颗粒物，这些颗粒物沉积为细白色粉末。也存在气态流出物，其中包括碳酰氟、三氟甲烷、六氟丙烯和四氟丙烯。根据政府法规，应将这些气体和颗粒物导向外部环境。或者，也可首先使用过滤系统处理流出物，然后导向外部环境。某些材料倾向于在激光加工过程中产生可燃烧的副产物。因此，应始终对激光加工予以监督。