Лазерная обработка сетчатого фторопласта Dexmet PolyGrid® 8PTFE10-125ST

Введение

Dexmet PolyGrid® 8PTFE10-125ST — тонкий гибкий сетчатый лист из политетрафторэтилена (фторопласта) — относится к категории прецизионных пористо-сетчатых пластиков. Материал PolyGrid 8PTFE10-125ST, выбранный для тестирования, представляет собой сетчатый фторопластовый лист толщиной 300 мкм. Схема материала PolyGrid 8PTFE10-125ST показана на рисунке 1.
Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST Expanded PTFE Layers

Рисунок 1. PolyGrid 8PTFE10-125ST: фторопластовый лист толщиной 300 мкм.

Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST используется в различных областях — от производства аккумуляторов и авиакосмической техники до автомобильной промышленности. Он используется при изготовлении электролизеров, топливных элементов, электродов аккумуляторных батарей, для экранирования электромагнитных помех, в качестве фильтрующего материала в медицинском оборудовании и в мембранных устройствах в химических производствах. Для PolyGrid 8PTFE10-125ST применима только лазерная резка, при которой получаются чистые кромки и минимальные зоны теплового воздействия. Бесконтактный характер лазерной обработки позволяет реализовывать проекты по качественной резке деталей из PolyGrid 8PTFE10-125ST со сложной геометрией и мелкими элементами, что может быть затруднительно при использовании традиционных механических методов. Другие лазерные процессы не рекомендуются, поскольку они не соответствуют предполагаемому использованию этого материала. Технологии компании Universal Laser Systems (ULS) делают возможной единообразную и многократную обработку этого материала с высокой точностью размеров, практически исключая деформацию материала во время обработки.

Примечания к лазерной обработке

Материал Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST был протестирован для оценки применимости лазерной обработки и определения наилучшей конфигурации пиковой мощности и длины волны лазера. Установлено, что PolyGrid 8PTFE10-125ST эффективно поглощает энергию CO2-лазера с длиной волны как 9,3 мкм, так и 10,6 мкм, но с заметной разницей в результатах. На основе тестирования было определено, что длина волны 9,3 мкм обеспечивает лучшие результаты. На рисунке 2 показано сделанное под микроскопом при 300-кратном увеличении изображение кромки PolyGrid 8PTFE10-125ST после лазерной резки с параметрами CO2-лазерного источника 75 Ватт, 9,3 мкм.
Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST Expanded PTFE Figure 2

Рисунок 2. Сделанное под микроскопом (300-кратное увеличение) изображение кромки PolyGrid 8PTFE10-125ST после лазерной резки. Зона теплового воздействия составляет 25 мкм.

Сетка PolyGrid 8PTFE10-125ST была протестирован с длинами волн 9,3 и 10,6 мкм. Результаты этих испытаний сравнивались путем анализа термических эффектов, качества кромки и требований к последующей обработке. Результаты сравнения двух конфигураций лазерной системы приведены в таблице 1 и показаны на фотографиях на рисунке 3. Конфигурация 9,3 мкм при лазерной резке этого материала обеспечивает значительно лучшую кромку и является рекомендуемой конфигурацией.

Таблица 1. Сравнение конфигураций системы

Конфигурация системыЗона теплового воздействияХарактеристики процессаТребования к последующей обработке
9,3 мкм (рекомендуется)Минимальная зона теплового воздействия — примерно 25 мкм Эта конфигурация обеспечивает качественную кромку с минимальными тепловыми эффектами и без обесцвечивания Дополнительная обработка не требуется
10,6 мкмМинимальная зона теплового воздействия — примерно 40 мкмЭта конфигурация приводит к увеличению теплового эффекта и шероховатости кромки
Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST Expanded PTFE Figure 3

Рисунок 3. Сделанные под микроскопом (300-кратное увеличение) изображения обработанной кромки при длине волны лазера 9,3 мкм (слева) и 10,6 мкм (справа).

Пример обработки

Благодаря технологиям ULS могут быть реализованы проекты по обработке материала PolyGrid 8PTFE10-125ST, в которых требуется получать сложные геометрические формы и мелкие элементы без ухудшения физических свойств материала. Пример, демонстрирующий результаты лазерной резки материала PolyGrid 8PTFE10-125ST с использованием рекомендуемой конфигурации системы, показан на рисунке 4.
Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST Expanded PTFE Figure 4

Рисунок 4. Пример геометрии, которую можно получить при помощи лазерной резки PolyGrid 8PTFE10-125ST.

Заключение

Материал Dexmet PolyGrid 8PTFE10-125ST подходит для лазерной резки и был тщательно протестирован для определения оптимальной конфигурации системы. В ходе тестирования установлено, что лазерная резка этого материала является практически выполнимой, а рекомендуемая конфигурация для его обработки — мощность CO2-лазера 75 Вт при длине волны 9,3 мкм. PolyGrid 8PTFE10-125ST эффективно поглощает лазерную энергию при длине волны 9,3 мкм, позволяя получать качественную кромку с минимальной зоной теплового воздействия и обесцвечивания.