Halar^®

使用数字激光材料加工（DLMP^®）技术加工Halar^®

Halar^®和DLMP^®技术

Halar的材料特性（主要是耐热抗氧化）使其高度适应数字激光材料加工（DLMP^®）技术。这些特性对DLMP结果的影响在后面的栏目中详细讨论。

激光能量与Halar相互作用的效应是材料蚀除和材料改性。如果材料是Halar，可应用激光切割、激光雕刻和激光打标的工艺。激光能量可蚀除材料，以进行材料的切割、雕刻或打标，也可以改变表面性质以形成可见标记。这些工艺的每一种都在下面其相应的部分中讨论。

激光材料加工白皮书

材料蚀除

材料蚀除是去除材料的物理过程。该过程将材料从顶部到底部表面完全去除或从顶部向下到指定深度部分去除。

Halar是CO₂激光能量（波长=10.6 μm）的优异吸收体。Halar吸收激光能量时，其迅速将光能转化为分子振动（热能）。在充分热量的作用下，Halar可经历快速熔融和汽化，这时其分子结构中各位置的分子键断裂。直接处于激光路径中的材料被蚀除，成为蒸气，但没有碎片或变色。主要使用CO₂激光器执行Halar的激光蚀除。

紧靠激光焦点或路径外侧的材料会传导一部分热量，但不足以完全和彻底地蚀除。这个区域通常称为热影响区，或HAZ。如果材料是Halar，基本上不会产生HAZ，因为Halar有很高的熔融温度，这意味着相邻表面可以经受住传导的热量，而不会出现过度熔融。根据DLMP概览中的讨论，通过针对给定的材料厚度选择适当的激光功率，可最大限度降低热效应。

激光切割

激光切割就是材料从上表面到下表面沿指定路径完全去除和分离。

由于Halar耐高温性优异的缘故，可对其进行高精度的切割。激光切割Halar得到的边缘光滑，不会出现热加工时常伴有的变色。激光切割Halar将产生光滑的边缘；无需进行额外的加工。示例中所示的基本能力可被扩展到几乎所有形状，甚至是复杂和间隔很近的切口。

以0.13”（3.3 Mm）厚度实施激光切割，在Halar中切割出形状

激光雕刻

激光雕刻是将材料从顶部向下去除到指定深度的过程。通过对激光器调制进行严格控制可以实现这一点。通过持续改变激光功率，可使用激光雕刻得到纹理和信息（如文本和数字）。此示例显示了如何控制激光能量将材料去除到受控的深度。可以对Halar进行雕刻，同时不会产生变色或显著的熔融。

通过激光雕刻在Halar上刻出0.035”（0.89 Mm）深度的槽

激光打标（深度）

激光能量用来在材料上产生条形码、日期/批次代码、序列号或零件号等人读和/或机读标识或信息时，可将这个过程认为是带深度的激光打标或激光深度打标，但其在本质上是对材料进行雕刻。

在Halar表面上打出的文本高度为0.22”（5.59 Mm）的序号

材料改性

根据讨论，10.6 μm CO₂激光器可用于在切割和雕刻过程中去除材料。然而，CO₂激光器在形成鲜明对比方面效果不大。光纤激光器更适合完成此任务。Halar还会吸收1.06 μm光纤激光能量，并将其转化为热量。应用于表面的激光功率可得到严格控制，在不去除材料的情况下形成鲜明对比。得到的标记将会是黑色。这种工艺有时称为碳化，其不会留下任何残留物或粉末。

激光打标（表面）

可使用光纤激光器对Halar执行表面打标以传达信息，如数字、文本、条码甚至照片。标记是永久性的，在并展示出极佳的对比度，使其成为油墨方法极具吸引力的替代方案。该工艺非常适合于创建人读和机读的信息。

在Halar表面上使用光纤激光器打出的文本高度为0.22”（5.59 Mm）的序号

组合工艺

可在Halar上应用多种工艺，无需移动或重新夹持材料。本例展示了如何将工艺组合，从片料中切割Halar，在材料中刻槽，并在表面标记序号。这些工艺的执行顺序由操作员控制。

进行Halar的切割、雕刻和表面打标；厚度：0.13”（3.30 Mm），雕刻深度：0.035”（0.89 Mm）；文本高度：0.22”（5.59 Mm）

环境、健康和安全考虑事项

激光材料相互作用几乎总是产生气态流出物和/或颗粒物。由于Halar的复杂聚合物化学反应，使用CO₂激光器的激光加工将产生多种多样的含氟和含氯气体。最显著的是，此流出物包含氯化氢和氟化氢。根据政府法规，应将这些气体和颗粒物导向外部环境。或者，也可首先使用过滤系统处理流出物，然后导向外部环境。Halar耐高温，但如果提供有足够的激光能量，其也会经历放热反应。因此，应始终对Halar激光加工予以监督。