微表面塑料

使用数字激光材料加工（DLMP®）技术加工微表面塑料

微表面塑料（有时被称为雕工塑料）是一种两部分基于聚合物的产品，专门针对CO2激光系统设计。这两部分由非常薄的顶层（约0.001"或0.025mm）和颜色截然不同的较厚底层组成。这两层经常被称为面和芯。面层可以是哑光、缎光或高光表面效果的纯色。其他品种包括含金属填料的面层，以模拟纯色黄铜和铝以及压印木纹。芯层一般是高对比度的纯色，如黑色或白色。微表面塑料通常提供有紫外稳定剂，使其适用于户外环境使用。


所使用的塑料化学成分一般是丙烯酸和苯乙烯聚合物共混物和共聚物。苯乙烯作共聚成分使用，以破坏丙烯酸的紧密堆积结构，赋予柔性。与更纯粹的亚克力类似，微表面塑料产品在聚焦的红外能量下很容易解聚。


相关名称

雕工塑料


化学名

不适用


厂商

Rowmark®

微表面塑料和DLMP®技术

让微表面塑料适用于数字激光材料加工（DLMP®）技术的关键因素是其具体的聚合物化学变化。这种材料经历迅速的解聚和气化，而不像其他可能氧化结焦的材料。


激光能量对微表面塑料最有用的效应是材料蚀除。


激光材料加工白皮书

微表面塑料激光雕刻的卫生间标牌上的盲文
微表面塑料激光雕刻的酒店舞厅标牌上的盲文字母
微表面塑料激光试运行前的盲文
微表面塑料激光雕刻的建筑模型立面
微表面塑料激光雕刻的商店窗口信用卡标志
微表面塑料激光雕刻的仿金属铝表面名牌

材料蚀除

材料蚀除是一种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的物理过程。有机材料（如微表面塑料中的有机材料）是CO2激光（波长=10.6μm）能量的优异吸收体。聚合物吸收激光能量时，其迅速将光能转化为分子振动（热能）。在大量热量的作用下，发生迅速的化学解聚反应。解聚是聚合物分解到其重复化学单元的过程。直接处于激光路径中的材料被蚀除，成为蒸气。这种流出物也可能含有细颗粒，如固体填料和颜料。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燃烧和蚀除。这个热效应的区域通常被称为热影响区（HAZ）。在微表面塑料中HAZ很小。新露出的表面可能覆盖一层粘性的残留物。这种残留物可使用变性酒精等常见溶剂清除。如果没有清除，残留物将会过夜硬化。

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。微表面塑料对于使用DLMP技术切割来说非常理想。激光切割产生的边缘几乎不显示任何变色。仅在切口边缘留有轻微的残留物，很容易使用变性酒精或其他常用溶剂清除。如果使用溶剂不可行，大部分情况下残留物将会过夜硬化。此例显示了从微表面塑料片材上切割下来的一个有圆角的简单正方形。从切口边缘可以看到塑料的芯（底）层。所示的基本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。
微表面塑料激光切割的有圆角的正方形
从0.060"（1.5mm）微表面塑料上切下的有两个圆角的正方形

激光打标和雕刻

激光能量用来在材料上产生人读和/或机读标识或信息（如条形码、日期/批次代码、序列号或零件号）时，这个过程就被称为激光打标。深度增加（伴有或不伴对比度增加）时这个过程就被称为激光雕刻。激光打标和激光雕刻微表面塑料是相同的过程，因为必须要去除后才能形成有用的对比度（即标记）。本示例图像显示标记或雕刻在微表面塑料上的字母数字字符。
微表面塑料激光雕刻的字母和数字
微表面塑料上形成的字母数字字符

材料改性

材料改性是改变性质和/外观的物理过程。激光打标对微表面塑料并不产生有用的效果。激光和材料之间的相互作用使表面熔融，并不在表面得到标记。

组合工艺

可在微表面塑料上应用多种工艺，无需移动或重新夹持材料。这个例子显示了如何将工艺组合，用微表面塑料和DLMP技术切割方形和圆形并打标/雕刻。
微表面塑料激光雕刻和标记的字母和数字
组合工艺用来使用激光切割和打标/雕刻在一个制造工序中形成标记

环境、健康和安全考虑

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CO2激光器加工微表面塑料（Rowmark LaserMark®品牌）产生主要含甲基丙烯酸酯、乙醚、环丙烷羧酸、乙酸、丙烯酸乙酯、异丁酸甲酯和丙酸的蒸气。应将加工微表面塑料产生的流出物导向外部环境。也可首先使用过滤系统处理，然后导向外部环境。激光加工丙烯酸和苯乙烯系产品产生的这类蒸气是易燃气体。对激光加工微表面塑料应始终加以监督。