Noms associés
Symalit® ECTFE, Norton® ECTFE
Halar®
Traitement du Halar ® à l'aide de la technologie DLMP® (Digital Laser Material Processing, traitement digital des matériaux au laser)
Halar® est le nom commercial de l'éthylène-chlorotrifluoroéthylène (ECTFE), un copolymère thermoplastique d'éthylène et de chlorotrifluoroéthylène. Le Halar a été développé et est commercialisé par Solvay Specialty Polymers.
Le Halar est intéressant dans les applications qui exigent un haut degré de résistance à la corrosion et une perméabilité ultra faible. Même à haute température et concentration élevée, le Halar présente une excellente résistance aux milieux acides, solvants, oxydants et caustiques. Il est en outre résistant à la chaleur et à la flamme et possède des propriétés souhaitables pour l'isolation électrique (haute résistivité, faible constante diélectrique).
La couleur naturelle du Halar est blanc cassé mais il est parfois disponible en noir. Il est disponible en plaque, tige et gros tissage.
Noms chimiques
éthylène-chlorotrifluoroéthylène (le plus courant), poly(1-chloro-1,2,2-trifluorobutane-1,4-diyl), poly(éthène-co-chlorotrifluoroéthène)
Fabricants
Solvay Specialty Polymers®, Quadrant Plastics, Saint-Gobain High Performance Films
Halar® et technologie DLMP®
Les propriétés matérielles du Halar®, principalement la résistance à la chaleur et à l'oxydation, le rendent extrêmement compatible avec la technologie DLMP® (Digital Laser Material Processing, traitement digital des matières au laser). La façon dont ces propriétés influencent les résultats de la technologie DLMP est exposée en détail dans les sections qui suivent.
Les effets de l'interaction de l'énergie laser avec le Halar sont l'ablation et la modification de la matière. Dans le cas du Halar, les procédés de découpe, de gravure et de marquage par laser peuvent être appliqués. L'énergie laser permet l’ablation de matière pour découper, graver ou marquer la matière, ou elle peut modifier les propriétés de surface pour créer un marquage visible. Chacun de ces procédés est exposé dans sa section respective ci-dessous.
Livre blanc sur le traitement des matières par laser
Galerie
Ablation de matière
L’ablation de matière est un procédé physique qui retire de la matière. La matière est complètement retirée de la surface supérieure à la surface inférieure ou partiellement à partir de la surface supérieure jusqu'à une profondeur spécifiée.
Le Halar est un excellent absorbant d'énergie laser CO2 (longueur d'onde = 10,6 μm). Lorsque le Halar absorbe l'énergie laser, il convertit rapidement l'énergie optique en vibrations moléculaires (chaleur). Avec une chaleur suffisante, le Halar fond et se vaporise rapidement et les adhérences moléculaires sont rompues à différents points de sa structure moléculaire. La matière située directement sur le passage du laser est séparée, créant des vapeurs mais sans débris ni décoloration. Les lasers CO2 sont principalement employés pour l'ablation au laser du Halar.
La matière située juste à l'extérieur du point focal ou du passage du laser conduit une certaine chaleur, toutefois insuffisante pour une ablation complète. Cette zone est souvent appelée zone affectée par la chaleur ou ZAC. Dans le cas du Halar, une ZAC minime est créée, car sa température de fusion est élevée ; les surfaces adjacentes peuvent supporter la chaleur conduite sans fusion excessive. Comme indiqué dans la présentation générale de la DLMP, les effets de la chaleur peuvent être réduits en sélectionnant la puissance appropriée en fonction de l'épaisseur d'une matière.
Découpe au laser
La découpe au laser correspond au retrait et à la séparation complète de la matière de la surface supérieure à la surface inférieure selon un chemin spécifié.
Grâce à son excellente résistance à la température, le Halar peut être découpé avec un haut degré de précision. Les bords résultant de la découpe au laser du Halar sont lisses et exempts de la décoloration parfois associée aux traitements thermiques. La découpe au laser du Halar produit un bord lisse ; aucun autre traitement n'est nécessaire. La capacité de base présentée dans l'exemple peut être étendue à pratiquement toutes les formes, même complexes et très rapprochées.
Forme découpée au laser dans du Halar d'une épaisseur de 3,3 mm (0,13")
Gravure au laser
La gravure au laser est le procédé qui consiste à retirer de la matière depuis la surface supérieure jusqu’à une profondeur spécifiée. Cette opération est possible grâce à un contrôle précis de la modulation du laser. En variant continuellement la puissance du laser, la gravure au laser peut être utilisée pour des textures et des informations telles que texte et chiffres. Cet exemple montre comment l'énergie laser peut être contrôlée pour retirer de la matière jusqu'à une profondeur contrôlée. Le Halar peut être gravé sans décoloration ni fusion notable.
Rainure créée dans du Halar par gravure au laser à une profondeur de 0,89 mm (0,035")
Marquage au laser (profondeur)
Lorsque l'énergie laser est utilisée pour produire une identification lisible par un humain ou une machine dans une matière, comme un code-barres, un code de lot/date, un numéro de série ou une référence, le processus est considéré comme du marquage par laser avec profondeur ou marquage laser en profondeur, bien qu'il s'agisse en substance de gravure dans la matière.
Numéro de série marqué en profondeur dans le Halar, avec une hauteur de texte de 5,59 mm (0,22")
Modification de la matière
Comme indiqué, les lasers CO2 à 10,6 μm sont très utiles pour retirer de la matière dans le but de découper ou de graver. Les lasers CO2 sont toutefois inefficaces pour créer du contraste. Les lasers à fibre sont mieux adaptés pour cette tâche. Le Halar absorbe également l'énergie laser à 1,06 μm et la convertit en chaleur. La puissance appliquée à la surface peut être contrôlée avec précision pour créer un contraste sans retirer de matière. Le marquage qui en résulte est noir. Ce procédé, parfois appelé carbonisation, ne laisse ni résidu, ni poudre.
Marquage au laser (surface)
Le Halar peut être marqué en surface avec un laser à fibre pour communiquer des informations telles que numéros, texte, codes-barres et même photographies. Le marquage est permanent et présente un bon contraste, offrant une alternative séduisante aux méthodes d'encrage. Ce procédé est bien adapté pour créer des informations lisibles par les humains et les machines.
Numéro de série marqué à la surface du Halar en utilisant un laser à fibre, avec une hauteur de texte de 5,59 mm (0,22")
Traitements combinés
Plusieurs traitements peuvent être appliqués au Halar sans déplacer ou re-fixer la matière. L'exemple illustré démontre comment les traitements peuvent être combinés pour découper le Halar de la plaque, graver une rainure dans la matière et marquer un numéro de série en surface. L'opérateur peut contrôler l'ordre de ces traitements.
Halar découpé, gravé et marqué en surface ; épaisseur : 3,30 mm (0,13"), profondeur de gravure : 0,89 mm (0,035") ; hauteur du texte : 5,59 mm (0,22")
Considérations en matière d'environnement, de santé et de sécurité
Les interactions entre laser et matière créent toujours des effluents gazeux et/ou des particules. En raison de sa chimie polymère complexe, le traitement du Halar avec un laser CO2 produit un ensemble de fluor et de chlore contenant des gaz. Cet effluent contient plus particulièrement de l'acide chlorhydrique et du fluorure d'hydrogène. Ces gaz et particules doivent être acheminés vers un environnement extérieur, conformément aux réglementations gouvernementales. L’effluent peut également être traité avec un système de filtration avant d’être dirigé vers un environnement extérieur. Le Halar est résistant aux températures élevées et peut être soumis à des réactions exothermiques si l'énergie laser est suffisante. C'est pourquoi le traitement au laser du Halar doit toujours être supervisé.
