Traitement de mousse polyuréthane microcellulaire 3M™ à l'aide de lasers fr-us

Mousse polyuréthane microcellulaire 3M™

Traitement de mousse polyuréthane microcellulaire 3M™ à l'aide de la technologie DLMP^® (Digital Laser Material Processing, traitement digital des matières au laser)

Les mousses polyuréthane microcellulaires 3M™ se composent d'une mousse PU microcellulaire thermodurcie avec ou sans dos adhésif. Ces produits offrent un bon amortissement, une bonne étanchéité et un bon contrôle des vibrations grâce à des propriétés très peu compressibles. En revanche, la structure cellulaire ouverte permet aux gaz et vapeurs de traverser le matériau. Lorsqu'il est doublé d'adhésifs 3M, ce produit offre un fort contact initial et une excellente résistance au cisaillement sur une large plage de températures.

Ces mousses sont conçues pour des applications de joint et d'étanchéité hautes performances, mais peuvent également être employées dans les secteurs de l'automobile, de l'aéronautique, de l'électronique et médical à des fins d'amortissement du son et de contrôle des vibrations.

La mousse polyuréthane 3M est fabriquée en densités de 240 kg/m3 (15 lb/ft3) et 320 kg/m3 (20 lb/ft3) et en épaisseurs de 1,59 mm (0,0625") à 12,7 mm (0,5"). Elle est disponible sans adhésif ou avec adhésif de différentes épaisseurs, supports et protections. Toutes les mousses PU 3M sont noires.

Noms associés

Mousse polyuréthane 3M™ 120XX Premium

Noms chimiques

S/O

Fabricants

3M™

Mousse polyuréthane 3M™ et technologie DLMP®

Une densité relativement faible et une chimie thermodurcie sont les facteurs clés qui permettent de traiter facilement la mousse polyuréthane 3M avec la technologie DLMP. La façon dont cette propriété influence les résultats de la technologie DLMP (Digital Laser Material Processing, traitement digital des matériaux au laser) est exposée en détail dans les sections qui suivent. L'effet le plus utile de l'énergie laser avec la mousse polyuréthane 3M est l'ablation de la matière. Dans le cas de la mousse polyuréthane 3M, les procédés de découpe au laser et de gravure au laser s'appliquent. Chacun de ces procédés est exposé dans sa section respective ci-dessous.

Livre blanc du traitement des matières par laser

Galerie

Découpe au laser de la mousse en polyuréthane 3M™ en forme de losange

Découpe partielle au laser de la mousse en polyuréthane microcellulaire 3M™ tout en laissant le verso intact

Mousse polyuréthane microcellulaire 3M™ marquée au laser en profondeur pour un numéro de série

Mousse polyuréthane microcellulaire 3M™ découpée au laser en forme de losange

Découpe partielle au laser de la mousse en polyuréthane microcellulaire 3M™ en forme losange

Découpe au laser de la mousse en polyuréthane 3M™ en forme de joint

Découpe partielle au laser de la mousse en polyuréthane microcellulaire 3M™

Ablation de la 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 polyuréthane est un excellent absorbant d'énergie laser CO₂ (longueur d'onde = 10,6 μm). Lorsque le polyuréthane absorbe l'énergie laser, il convertit rapidement l'énergie optique en vibrations moléculaires (chaleur). Ce type de polyuréthane étant thermodurci, une chaleur suffisante produit une décomposition chimique rapide. La matière située directement sur le passage du laser est nettement séparée en vapeurs et fines particules.

Pour ces raisons, les lasers CO₂ sont couramment employés pour l'ablation au laser de la mousse polyuréthane. 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 de variation thermique est souvent appelée zone affectée par la chaleur ou ZAC. Dans le cas de la mousse polyuréthane 3M, pratiquement aucune ZAC n'est créée car la structure de faible densité de la mousse ne nécessite pas de charges calorifiques importantes pour couper ou graver. En outre, le polymère est thermodurci et peut supporter la chaleur sans fondre.

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.

En raison de sa température de service élevée et de sa faible densité, la mousse polyuréthane 3M se sépare nettement de la masse de matière. Les bords résultant de la découpe au laser sont lisses et exempts de la décoloration parfois associée aux processus thermiques. Ceci est démontré dans l'exemple suivant avec une découpe au laser d'un losange de 6,35 mm (0,25 pouce) d'épaisseur dans de la mousse polyuréthane 3M.

losange-découpé-au-laser-mousse-polyuréthane-3M

La découpe au laser de ce produit laisse très peu de débris et peut être utilisée dans la plupart des cas. Pour des coupes plus épaisses, un linge humide peut être utilisé pour essuyer les éventuelles particules solides. La capacité de base présentée peut être étendue à pratiquement toutes les formes, même complexes et très rapprochées.

Une découpe partielle est également possible en utilisant une protection adhésive. La découpe partielle est un type de découpe sélective avec laquelle la couche supérieure de la matière est découpée, en laissant la couche inférieure intacte. Cette opération est possible car le laser peut être modulé précisément sur l'ensemble de la zone de travail. Les trois images qui suivent présentent un exemple de la façon dont un processus de découpe partielle peut être appliqué à la mousse polyuréthane 3M. La mousse et l'adhésif de la forme voulue sont décollés, laissant la protection intacte.

découpe-au-laser-partielle-losange-mousse-polyuréthane-3M dos-plaque-matière-mousse-polyuréthane-3m

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 utilisé pour des textures, des photographies 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. La mousse polyuréthane 3M peut être gravée nettement sans décoloration ni fusion pour les mêmes raisons qu'elle peut être coupée nettement.

Canal gravé au laser de mousse polyuréthane microcellulaire 3M™ en forme de losange

Marquage au laser (profondeur)

Lorsque l'énergie laser est utilisée pour produire sur une matière une identification ou une information lisible par l’homme et/ou la machine, telle qu’un code-barres, une date, un code de lot, un numéro de série ou une référence, le processus est considéré comme un marquage laser en profondeur, bien qu’il s'agisse essentiellement d’un processus de gravure dans la matière. Cette illustration d'exemple présente un numéro de série sur de la mousse polyuréthane 3M utilisant le marquage laser en profondeur.

Traitements combinés

Plusieurs traitements peuvent être appliqués à la mousse polyuréthane 3M sans déplacer ou re-fixer la matière. Cette illustration démontre comment les processus peuvent être combinés pour découper la mousse polyuréthane 3M de la plaque, graver un losange dans la matière puis graver un numéro de série.

Considérations en matière d'environnement, de santé et de sécurité

Les interactions entre laser et matière créent presque toujours des effluents gazeux et/ou des particules. Ce produit étant basé sur un polymère thermodurci, la matière se dégrade chimiquement en carbamate de méthyle au lieu de fondre ou de bouillir. L'effluent en phase gazeuse est également généré et principalement constitué de monoxyde de carbone. Ces gaz et particules doivent être dirigés 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. Certains matériaux ont une propension à générer des sous-produits inflammables pendant le traitement au laser. Le traitement au laser doit donc toujours être surveillé.