Tworzywa sztuczne

Tworzywa sztuczne to materiały, które są tanie, lekkie i proste w produkcji, a także łatwe do formowania w dowolne kształty w procesach wtryskiwania bądź wytłaczania. Technika laserowa także tutaj znajduje zastosowanie - jako alternatywa dla tradycyjnego cięcia mechanicznego, sklejania lub zgrzewania. Różnorodność źródeł laserowych sprawia, że praktycznie każdy materiał można poddać szybkiej i precyzyjnej obróbce z wykorzystaniem skoncentrowanej wiązki energii, a dzięki łatwości automatyzacji tego procesu laser może stać się integralną częścią linii produkcyjnej komponentów z tworzyw sztucznych.



Cięcie


Cięcie z wykorzystaniem lasera ma tę przewagę nad konwencjonalnymi metodami rozdzielania tworzyw sztucznych, że zapewnia wysoką, powtarzalną jakość krawędzi oraz możliwość otrzymywania dowolnych, skomplikowanych kształtów. Duża szybkość, powtarzalność i dokładność systemów laserowych to zasługa stosowania głowic skanujących, dzięki którym cięcie może być wykonane na gotowo bez konieczności stosowania dodatkowej obróbki wykańczającej. Laser nie powoduje postawania mikropęknięć w obszarze cięcia, a ze względu na niskie obciążenie cieplne nie następuje tu zjawisko nadtopienia elementu. Metoda ta jest także tańsza i bardziej ekologiczna w porównaniu z konwencjonalnymi technikami rozdzielania detali, gdyż cały proces odbywa się w sposób bezkontaktowy.



Spawanie


Tradycyjną metodą łączenia tworzyw sztucznych jest bez wątpienia klejenie, które niestety nie zawsze jest estetyczne i wymaga stosowania dodatkowych materiałów. Alternatywnie wykorzystuje się zgrzewanie, które także ma jednak szereg wad. Rozwiązaniem jest zastosowanie techniki laserowej, w przypadku której skoncentrowana wiązka energii powoduje nadtopienie krawędzi obu elementów, a roztopiony materiał tworzy trwałe połączenie między materiałami. Strefa wpływu ciepła jest na tyle mała, że nie następuje zmniejszenie wytrzymałości obu części.

Technika laserowa oferuje także możliwość spawania tworzyw sztucznych nałożonych na siebie dzięki wykorzystaniu zjawiska transparentności materiału. W metodzie tej ognisko ustawia się w miejscu styku obu elementów, a doprowadzona energia sprawia, że nadtopieniu ulega tylko substancja nieprzepuszczająca promieniowania laserowego. Spoina powstaje w szybki i precyzyjny sposób, zapewniając szczelność i wysoką wytrzymałość połączenia.



Znakowanie


Znakowanie tworzyw sztucznych z wykorzystaniem lasera polega w głównej mierze na odbarwieniu powierzchni elementu. Polimery o ciemnych kolorach obrabia się metodą zwaną spienianiem, w trakcie której materiał bazowy ulega częściowemu roztopieniu oraz zgazowaniu. Powstałe pęcherzyki gazu tkwią na powierzchni zastygłej substancji, rozpraszając padające światło. Dla tworzyw o jasnej barwie alternatywnie stosuje się tradycyjne grawerowanie, w trakcie którego usuwane są kolejne warstwy materiału (nawet do 200 mikronów), a powstałe napisy są odporne na zużycie ścierne. Znakowanie z wykorzystaniem lasera to szybka, dokładna i powtarzalna metoda, dzięki której można nanosić na element dowolne symbole i znaki - niezależnie od kształtu powierzchni.

Szeroka gama produktów firmy COHERENT-ROFIN umożliwia laserowe znakowanie praktycznie dowolnego tworzywa sztucznego, co wymaga zastosowania wiązki o odpowiedniej długości fali, w tym także laserów UV lub zielonych (532 nm). Ponadto w celu poprawienia absorpcyjności promieniowania laserowego do tworzywa sztucznego dodawane są modyfikatory, które w znacznym stopniu przyczyniają się do zwiększenia sprawności całego procesu.



W skrócie

  • Rodzaje obróbki: cięcie, spawanie, znakowanie
  • Obrabiane materiały: tworzywa sztuczne
  • Cel obróbki: wycinanie skomplikowanych kształtów, tworzenie spoin typu tworzywo-metal i tworzywo-tworzywo, identyfikacja produktu
  • Zalety: duża szybkośc i precyzja, łatwość automatyzacji, bezkontaktowość, brak odkształceń i mikropęknięć, brak dodatków spawalniczych, zachowanie właściwości materiału, odporność znakowania na zużycie ścierne
PolandEnglish