DuPont™ Hytrel® 7246 относится к серии высокоэффективных смол Hytrel, которая включает также материалы 3078, 4056, 4056P, 4068, 4069, 4556, 5526, 5556, 5555HS, 6356 и 8238. Эти материалы обычно продаются в виде гранул для использования в литьевом формовании или экструзии деталей. Пленка DuPont Hytrel 7246, отобранная для тестирования лазерной обработки, состоит из одного полиэфир-эфирного сополимерного слоя толщиной 127 мкм с устойчивыми к изменению окраски антиоксидантами. После технологического процесса формования пленка имеет глянцевую и матовую стороны, что придает ей непрозрачный белый вид. Схема материала DuPont Hytrel 7246 показана на рисунке 1.
Высокоэффективные смолы DuPont Hytrel представляют собой термопластичные полиэфирные эластомеры с высокой механической прочностью, вязкостью и гибкостью. Такое сочетание характеристик идеально подходит для деталей, которые будут работать в условиях высоких нагрузок. Бесконтактный характер лазерной обработки позволяет обрабатывать проекты со сложной геометрией и мелкими элементами, что может быть затруднительно при использовании традиционных механических методов. Для пленки DuPont Hytrel 7246 применима только лазерная резка, при которой получаются гладкие кромки и минимальные зоны теплового воздействия без ухудшения физических свойств материалов. Другие лазерные процессы не рекомендуются, поскольку они не соответствуют предполагаемому использованию этого материала. Технологии, разработанные компанией Universal Laser Systems, упрощают единообразную и многократную обработку этих материалов с высокой точностью размеров, поскольку бесконтактный характер лазерной обработки исключает деформацию материала во время резки.
Примечания к лазерной обработке
Материал DuPont Hytrel 7246 был протестирован для оценки применимости лазерной обработки и определения наилучшей конфигурации пиковой мощности и длины волны лазера. DuPont Hytrel 7246 поглощает энергию при длине волны 9,3 микрона более эффективно, чем при других длинах волн. Это означает, что для достижения хороших результатов при минимальном воздействии тепла требуется меньшая пиковая мощность. При мощности 50 Вт и 9,3-микронной длине волны лазерного излучения лазерная резка Hytrel 7246 обеспечивает гладкую качественную кромку вдоль траектории обработки. При лазерной резке Hytrel 7246 образуется небольшое количество отходов, которые прилипают к обработанной кромке, то есть после обработки потребуется некоторая очистка путем протирки кромки растворителем, например изопропиловым спиртом. На рисунке 2 показано сделанное под микроскопом при 300-кратном увеличении изображение кромки Hytrel 7246 после лазерной резки. На 3D-изображении на рисунке 3 показано, как пленка реагирует на энергию лазера, образуя «волну» расплавленного материала на верхней поверхности вдоль траектории обработки.
Рисунок 2. Сделанное под микроскопом при 300-кратном увеличении изображение кромки Hytrel 7246 после лазерной резки. Зона теплового воздействия составляет 100 мкм.
Рисунок 3. Сделанное под микроскопом при 300-кратном увеличении 3-D изображение кромки Hytrel 7246 после лазерной резки.
Была также протестирована обработка материала Hytrel 7246 с альтернативной конфигурацией лазерной энергии: длина волны 10,6 мкм при эквивалентной мощности лазера. Результаты этих испытаний сравнивались путем анализа термических эффектов, качества обработанной кромки и требований к последующей обработке. Результаты сравнения этих конфигураций систем приведены в таблице 1 и показаны на фотографиях на рисунке 4. Конфигурация 9,3 мкм при резке этого материала обеспечивает значительно лучшую кромку и является рекомендуемой конфигурацией.
Таблица 1. Сравнение конфигураций системы
Конфигурация системы
Зона теплового воздействия
Характеристики процесса
Требования к последующей обработке
9,3 мкм (рекомендуется)
Минимальная зона теплового воздействия — примерно 100 мкм
Лазерная энергия при длине волны 9,3 мкм лучше поглощается материалом, в результате получается более качественная кромка вдоль траектории обработки с меньшей зоной теплового воздействия.
Последующая обработка предусматривает удаление с поверхности незначительных отложений путем легкого протирания с растворителем, например изопропиловым спиртом.
10,6 мкм
Увеличенная зона теплового воздействия — примерно 135 мкм
Эта конфигурация приводит к увеличению зоны теплового воздействия и неоднородности кромки вдоль траектории лазерной резки
Рисунок 4. Сделанные под микроскопом изображения (300-кратное увеличение) кромки после лазерной резки с длиной волны 9,3 мкм (слева) и 10,6 мкм (справа).
Пример обработки
Благодаря технологии Universal Laser Systems могут быть реализованы проекты по обработке материала Hytrel 7246, в которых требуется получать сложные геометрии и мелкие элементы без ухудшения физических свойств материала. Пример, демонстрирующий результаты лазерной резки пленки DuPont Hytrel 7246 с использованием рекомендуемой конфигурации системы, показан на рисунке 5.
Рисунок 5. Пример сложной геометрии, которую можно получить при помощи лазерной резки материала Hytrel 7246.
Заключение
Материал DuPont Hytrel 7246 подходит для лазерной обработки и был тщательно протестирован для определения оптимальной конфигурации системы. В ходе тестирования установлено, что лазерная резка является практически выполнимой, а лучшая конфигурация для обработки этого материала — мощность CO2-лазерного источника 50 Вт при длине волны 9,3 или 10,6 мкм. Полиэфирная подложка эффективно поглощает энергию лазера при длине волны 10,6 или 9,3 мкм, образуя чистую кромку с минимальной зоной теплового воздействия и обесцвечиванием.
