Обработка материала Viton® с помощью технологии цифровой лазерной обработки материалов (Digital Laser Material Processing; DLMP®)
Viton® относится к классу термоотверждаемых фторэластомеров, разработанных компанией DuPont Performance Elastomers. Смолы Viton состоят из двух или более фторполимеров. Всего существует четыре основных семейства материалов Viton:
Viton А Сополимер гексафторпропилена (HFP) и винилиденфторида (VDF или VF2)
Viton B Терполимер HFP, VF2 и тетрафторэтилена (TFE)
Viton F Teрполимер HFP, VF2 и TFE
Специальные классы, в том числе GLT, ETP и GFLT Как правило, включают некоторую комбинацию этилена, тетрафторэтилена и перфторметилвинилового эфира (PMVE) для повышения химической стойкости
Viton наиболее известен своей стойкостью к повышенным температурам, химическим веществам, атмосферному окислению и солнечному воздействию. Благодаря этим свойствам Viton используется в областях применения с высокими требованиями, таких как аэрокосмическая, автомобильная, химическая отрасли промышленности и в гидравлических системах. Viton выпускается в виде листов, трубок и кабелей черного цвета.
Связанные названия FKM, Viton®, Текнофлон®, фторэластомер
Химические названия Не применимо: Химический состав зависит от класса FKM
Производители Различные
Viton и технология DLMP®
Свойства материала Viton®, в первую очередь теплостойкость и окислительная стойкость, делают его хорошо совместимым с технологией цифровой лазерной обработки материалов (DLMP®). Влияние этих свойств на результаты DLMP подробно обсуждается в следующих разделах.
Воздействие на Viton лазерным излучением приводит к абляции и модификации материала. На представленной ниже диаграмме показаны результаты и возможные процессы обработки, основанные на уникальных особенностях взаимодействия между лазерным излучением и Viton. В случае с материалом Viton могут применяться процессы лазерной резки, лазерной гравировки и лазерной маркировки. Лазерная энергия может удалять материал для его резки, гравировки или маркировки или изменять свойства поверхности для создания видимого изображения. Каждый из этих процессов обсуждается в соответствующем разделе ниже.
Абляция материала представляет собой физический процесс удаления материала. Материал удаляется полностью от верхней до нижней поверхности материала или частично от верхней поверхности до заданной глубины.
Viton является превосходным поглотителем энергии CO2-лазера (длина волны = 10,6 мкм). Когда Viton поглощает энергию лазера, он быстро преобразует оптическую энергию в молекулярные колебания (тепло). При достаточном нагревании Viton подвергается термическому разложению, когда молекулярные связи в разных точках его молекулярной структуры разрушаются. Материал, непосредственно попадающий в зону лазерного луча, удаляется в виде пара и мелкодисперсного черного порошка. Для лазерной абляции материала Viton используются исключительно CO2-лазеры.
Лазерная резка
Лазерная резка — это сквозное удаление и отделение материала от верхней до нижней поверхности вдоль заданной траектории луча.
Благодаря отличной термостойкости Viton можно резать с высокой степенью точности. Края, образующиеся в результате лазерной резки материала Viton, являются гладкими и не изменяют окраску, что иногда сопровождает тепловые процессы. Лазерная резка материала Viton будет сопровождаться образованием мелкодисперсного черного порошка, который можно очистить водным моющим средством. Описанная в примере базовая возможность может быть расширена для создания практически любой формы, включая возможность выполнения комплексных и близко расположенных разрезов.
Лазерная резка формы толщиной 0,125 дюйма из материала Viton
Лазерная гравировка
Лазерная гравировка представляет собой процесс, в ходе которого осуществляется удаление материала с верхней поверхности до заданной глубины. Это возможно благодаря точной регулировке лазерной модуляции. При непрерывном изменении мощности лазера лазерная гравировка может использоваться для создания текстур, фотографий и информации, такой как текст и цифры. В этом примере показано, как можно регулировать энергию лазера для удаления материала на контролируемую глубину. Viton можно гравировать без изменения цвета или плавления. Как и резка, лазерная гравировка материала Viton будет сопровождаться образованием мелкодисперсного черного порошка, который можно удалить моющим средством на водной основе.
Канавка шириной 0,04 дюйма, выгравированная лазером в материале Viton
Лазерная маркировка (глубокая)
Когда лазерная энергия используется для создания идентификационных меток, считываемых человеком и/или устройством, или информации на материале, такой как штрихкод, код даты/партии, серийный номер или номер детали, этот процесс считается лазерной маркировкой в глубину или глубокой лазерной маркировкой, хотя по существу является гравировкой материала.
Серийный номер, нанесенный на материал Viton глубокой маркировкой
Модификация материала
Как уже обсуждалось, CO2-лазеры с длиной волны 10,6 мкм часто используются для удаления материала при резке и гравировке. Однако CO2-лазеры неэффективны при необходимости создания контраста. Волоконные лазеры лучше подходят для этой задачи. Viton также поглощает энергию волоконного лазера с длиной волны 1,06 мкм и превращает ее в тепло. Мощность, с которой лазер воздействует на поверхность, можно точно контролировать, чтобы создать контрастность без удаления материала. Полученное изображение будет светло-коричневого цвета. Этот процесс, иногда называемый отбеливанием или пенообразованием, не оставляет остатка или порошка.
Лазерная маркировка (поверхностная)
Для нанесения информации, такой как цифры, текст, штрихкоды и даже фотографии, к поверхности материала Viton может применяться маркировка волоконным лазером. Изображение является долговечным и достаточно контрастным, что делает его привлекательной альтернативой методам с использованием чернил. Хотя такое изображение не особенно яркое, этого процесса достаточно для создания изображения, которое может быть считано человеком или устройством.
Серийный номер, нанесенный на поверхность материала Viton с помощью волоконного лазера
Комбинированный процесс
Viton может подвергаться нескольким процессам обработки без необходимости перемещать или повторно крепить материал. В этом примере показано, как процессы можно комбинировать, чтобы вырезать материал Viton из листового материала, выгравировать канавку в материале и нанести на поверхность серийный номер. Гравировка и маркировка, как правило, выполняются перед резкой в комбинированном процессе.
Лазерная резка, гравировка и маркировка поверхности материала Viton
Вопросы охраны окружающей среды, здоровья и обеспечения безопасности
При взаимодействии лазера с материалом почти всегда образуются выбросы газов и/или частиц. Из-за сложного химического состава полимеров лазерная обработка материала Viton с использованием СО2-лазера сопровождается выделением широкого спектра фторсодержащих газов. Наиболее значимым является тот факт, что отходы содержат фторид карбонила и фторид водорода. Эти газы и частицы должны выводиться во внешнюю среду в соответствии с государственными нормативными требованиями. В качестве альтернативы они могут сначала обрабатываться системой фильтрации, а затем выводиться во внешнюю среду. Viton устойчив к высоким температурам, но может подвергаться экзотермическим реакциям при достаточной энергии лазера. Поэтому процесс лазерной обработки материала Viton всегда должен производиться под контролем.
