Пластиковые пены
Пластиковые пены изготавливаются путем захвата пузырьков газа в материале. Пластиковые пены обычно изготавливаются из полимеров, однако их также можно изготовить из керамики или металлов. В пластиковых пенах с открытыми порами заполненные воздухом ячейки соединены друг с другом. Пластиковые пены с открытыми порами легко сжимаются, поскольку воздух легко перемещается из одной ячейки в другую. В пластиковых пенах с закрытыми порами ячейки с газом не соединены друг с другом. Каждая ячейка полностью окружена твердым материалом. Поскольку газ в ячейках пластиковой пены с закрытыми порами заперт, ячейки сжимаются не так легко, как в пластиковой пене с открытыми порами. Все типы пластиковой пены поддаются лазерной резке, гравировке и маркировке.
Типы пластиковой пены
- Пенополиэтиленовая пена
- Пенополиизоцианурат
- Пенополиуретан
- Пена PORON®
- Кремнийорганический пенопласт
- Styrofoam™
Типы лазерной обработки
В настоящее время лазеры находят все более широкое применение в обработке материалов, от разработок новых материалов до массового производства. Во всех процессах лазерной обработки энергия лазерного луча взаимодействует с материалом и определенным образом его преобразует. Каждое преобразование (или лазерная обработка) контролируется очень точными параметрами длины волны, мощности, рабочего цикла и частоты импульсов лазерного луча. К таким процессам лазерной обработки относятся:Все материалы обладают уникальными характеристиками, которые и определяют характер взаимодействия лазера с материалом и последующие изменения материала. Наиболее широко распространенными процессами обработки пеноматериалов являются следующие:
Лазерная резка пеноматериалов
Наиболее эффективно резку пеноматериалов на основе полимеров можно выполнять с помощью CO2 лазера. Лазерный луч нагревает материал, проходя непосредственно через него, и вызывает испарение материала. Если мощность лазера достаточно велика, то лазерный луч прорезает материал насквозь. Полимеры быстро испаряются при резке лазерным лучом, поэтому края обрезов получаются гладкими с минимальной зоной теплового воздействия. Наиболее эффективным способом обработки металлопены является волоконный лазер. Волоконный лазер может прорезать насквозь тонкие листы металлопены (до 1/8" или 3 мм). Пенокерамику обычно не режут с помощью лазера, поскольку она очень хрупкая и может трескаться.
Лазерная гравировка пеноматериалов
Мощность лазерного луча можно ограничивать так, чтобы в процессе обработки он удалял (гравировал) материал на заданную глубину. CO2 лазер является наилучшим способом гравировки пенополимеров, а волоконный лазер — металлопены. Лазерная гравировка может использоваться для создания узоров и рисунков на поверхности пеноматериала. Лазерная гравировка также может использоваться для передачи информации.
Лазерная маркировка пеноматериалов
Для лазерной маркировки металлопены и пенокерамики может использоваться волоконный лазер. Энергия луча волоконного лазера поглощается поверхностью материала, в результате чего он нагревается и изменяет свой цвет или оттенок. Такое изменение внешнего вида образует на поверхности видимую маркировку без удаления материала. Лазерная маркировка также может использоваться для создания рисунков или передачи информации.
Комбинированный процесс
Описанные выше процессы лазерной резки, гравировки и маркировки могут быть объединены без необходимости разъединения и повторного закрепления компонентов пеноматериала.
Лазерная система пеноматериалов, общие положения
Размер платформы — платформа должна быть достаточно большой для размещения самых больших листов пеноматериалов, подлежащих лазерной обработке, либо должна соответствовать требованиям 4 класса лазерной безопасности для обработки более крупных листов
Длина волны — длина волны 10,6 микрон наилучшим образом подходит для лазерной резки и гравировки полимерных пеноматериалов. Длина волны 1,06 микрон наилучшим образом подходит для лазерной резки, гравировки и маркировки металлопены. Длина волны 1,06 микрон также отлично подходит для лазерной маркировки пенокерамики
Мощность лазера — устанавливается в зависимости от требуемого процесса обработки. От 25 до 150 Вт (CO2 лазер) — наилучший вариант для лазерной обработки пенополимеров. Волоконный лазер мощностью от 40 до 50 Вт — наилучший вариант для лазерной обработки пенокерамики или металлопены
Линзы — самыми лучшими линзами общего назначения для лазерной обработки пеноматериалов являются линзы 2.0
Стол для резки — должен быть пригоден для лазерной резки пеноматериалов
Вытяжка — должна обеспечивать достаточный поток для удаления газов и частиц, образующихся в процессе работы оборудования для лазерной гравировки, резки и маркировки пеноматериалов
Устройство обдува воздухом — обеспечивает подачу струи воздуха рядом с местом работы лазера для удаления газов и частиц, образующихся в процессе лазерной резки, гравировки и маркировки пеноматериалов.
Вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности людей при лазерной обработке пеноматериалов
При взаимодействии лазера с материалом почти всегда образуются выбросы газов и/или частиц. Среди отходов лазерной обработки пеноматериалов образуются различные летучие органические соединения (ЛОС), которые необходимо выводить из помещений наружу. В качестве альтернативы они могут сначала обрабатываться системой фильтрации, а затем выводиться во внешнюю среду. При лазерной обработке происходит горение пеноматериала, что может стать причиной пожара. Поэтому лазерная обработка пеноматериала всегда должна производиться под контролем.
