Nhựa là vật liệu polyme tổng hợp hoặc bán tổng hợp có thể được đúc thành nhiều hình dạng phức tạp khác nhau. Chúng có nhiều dạng, từ các tấm cực mỏng và linh hoạt đến các loại nhựa được chế tạo đặc biệt mang lại độ bền cao.

Công nghệ Cắt laser có thể được sử dụng để cắt hầu hết mọi loại nhựa, ngoại trừ một số ít tạo ra các sản phẩm phụ độc hại khi bị tia laser bốc hơi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về cắt laser nhựa. Các loại nhựa thích hợp cho việc cắt laser và các cách để cải thiện chất lượng của vết cắt trong khi làm việc với nhựa.
 

Cắt laser nhựa là gì?

Cắt laser nhựa là một quá trình nhanh chóng và tiết kiệm có thể tạo ra các vết cắt có độ chính xác cao trên nhựa. Mặc dù laser CO2 và laser sợi quang có thể khắc nhựa, nhưng chúng không phải là lý tưởng.

Để cắt nhựa bằng tia laser trong một lần, hãy sử dụng tia laser CO 2 với công suất trên 40W. Điều này phù hợp với hầu hết các loại nhựa và nhiều độ dày khác nhau. Sử dụng điốt công suất thấp và laser sợi quang để cắt nhựa dày sẽ yêu cầu nhiều lần cắt và do đó quá trình này sẽ không tiết kiệm.

Ngoài loại laser, việc lựa chọn loại nhựa phù hợp cho ứng dụng của bạn cũng đóng một vai trò quan trọng.

 

Các loại nhựa thích hợp để cắt bằng laser

Trong khi làm việc với nhựa, điều quan trọng là phải biết loại nhựa nào an toàn cho quá trình xử lý bằng laser.
 

– Acrylic

Acrylic là một vật liệu nhựa nhiệt dẻo có đặc tính quang học giống như thủy tinh và thường được sử dụng thay thế cho thủy tinh. Đây là vật liệu an toàn với tia laser và khói tạo ra trong quá trình cắt acrylic bằng tia laser không độc hại cho sức khỏe nhưng khi tiếp xúc lâu có thể gây kích ứng phổi.

Cắt acrylic bằng laser tạo ra một cạnh sạch, đánh bóng bằng ngọn lửa với độ hoàn thiện bề mặt cao. Nên sử dụng laser CO 2 công suất cao với bước sóng 10,6 µm và tốc độ cắt thấp để có kết quả tốt nhất với acrylics.

Về cơ bản có hai loại acrylic: Acrylic đúc và acrylic đùn. Acrylic đúc tương đối đắt hơn acrylic ép đùn và tạo ra sản phẩm chất lượng cao cho quá trình khắc laser. Trong khi đó, acrylic ép đùn tương đối rẻ hơn và cắt mịn với các cạnh được đánh bóng bằng lửa.Tuy nhiên, acrylic đùn khắc laser dẫn đến chất lượng đầu ra thấp hơn với bóng hơi xám.
 

– Fluoropolyme

Fluoropolyme là một loại polyme dựa trên liên kết cacbon / florua. Những polyme này cho thấy khả năng chống chịu cao với các yếu tố môi trường khắc nghiệt và được biết đến với tuổi thọ cao.

Một tia laser CO 2 có bước sóng trong khoảng 9,3 µm đến 10,6 µm là phù hợp nhất để cắt và khắc bằng tia laser fluoropolyme. Cắt laser những polyme này dẫn đến một vết cắt sạch với bề mặt hoàn thiện tốt và không bị đổi màu dọc theo cạnh. Một số fluoropolyme được tìm thấy phổ biến nhất là Teflon, Kel-F và Halar.
 

– Delrin

Delrin là một loại nhựa nhiệt dẻo dựa trên polyme polyoxymethylene và còn được gọi là polyacetal.  Nó là một vật liệu nhựa có độ bền cao với độ cứng tốt và ma sát thấp làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho các ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như vòng bi, máy bơm, bánh răng, v.v.

Laser CO 2 với bước sóng 10,6 µm có thể tạo ra các vết cắt mịn mà không cần thêm bất kỳ quy trình hoàn thiện nào. Trong khi đó, laser sợi quang có bước sóng 1,06 µm có thể được sử dụng cho quá trình khắc laser.

Cắt laser Delrin tạo ra khói có chứa một lượng nhỏ khí formaldehyde, mặc dù không độc nhưng có thể rất khó chịu và cần có hệ thống thông gió tốt.
 

– Polycarbonate

Polycarbonate là một vật liệu nhựa nhiệt dẻo có chứa hàm lượng cacbonat trong cấu trúc của nó. Đây là một vật liệu bền, có khả năng chống va đập cao nên rất khó để cắt laser các thiết kế phức tạp.

Một tia laser CO 2 có bước sóng 10,6 µm có thể được sử dụng để tạo ra các vết cắt mịn bằng polycarbonate nhưng nó để lại sự đổi màu hơi vàng dọc theo mép và tạo ra khói nặng. Vì lý do này, nó không được khuyến khích cho việc cắt laser, nhưng nó cho kết quả tốt cho việc khắc laser bằng tia laser công suất thấp.

Khắc laser trên polycarbonate sử dụng tia laser sợi quang 1,06 µm tạo ra kết quả tuyệt vời với mức độ chi tiết cao. Một số loại nhựa polycarbonate thường thấy nhất là Lexan, Lupoy, Makrolon, v.v.
 

– Mylar

Mylar là một dạng polyester bền, có độ bền kéo cao, có thể được cắt, đánh dấu hoặc khắc bằng laser. Máy cắt laser mylar tạo ra đường cắt chính xác với bề mặt hoàn thiện tốt và chủ yếu được sử dụng để làm giấy nến. 

Laser CO 2 có bước sóng 9,2 µm là phù hợp nhất để cắt và đánh dấu bằng laser. Máy đánh dấu bằng tia laze tạo ra các vết băng giá màu trắng trên bề mặt mà không làm hỏng tính toàn vẹn cấu trúc của nó. Sử dụng chùm tia laser công suất cao để cắt mylar có thể dẫn đến bỏng và nóng chảy mép, do đó, nên sử dụng chùm tia laser công suất thấp với tốc độ cắt thấp.
 

– Polyimide

Polyimit là loại polyme nhiệt rắn có khả năng kháng điện và hóa học tốt, dẫn nhiệt cao và cơ tính tốt. Kapton là một trong những polyimit phổ biến nhất được sử dụng chủ yếu để sản xuất mặt nạ hàn và giấy nến.

Vật liệu này dễ dàng hấp thụ năng lượng từ laser CO 2 có bước sóng 10,6 µm và do đó có thể được cắt dễ dàng. Tuy nhiên, polyimit không được khuyến khích để cắt bằng laser vì chúng có xu hướng để lại lớp than màu nâu / đen dọc theo mép của vết cắt, đòi hỏi một quy trình thứ cấp để làm sạch. Một chùm tia laser công suất thấp có thể được sử dụng để đánh dấu bề mặt của polyimide mà không có bất kỳ thiệt hại đáng kể nào đối với tính toàn vẹn cấu trúc của nó.

 

Các loại nhựa không thích hợp để cắt bằng laser

Mặc dù hầu hết các loại nhựa đều tương thích với quá trình xử lý bằng laser, nhưng có một số loại nhựa có thể gây nguy hiểm nếu tiếp xúc với tia laser. Vì vậy, bạn nên đảm bảo rằng vật liệu được sử dụng để cắt laser không chứa bất kỳ loại nhựa nào sau đây. 

Bạn cũng phải nhận thức được các rủi ro, mối nguy hiểm và các biện pháp kiểm soát an toàn laser trước khi bắt đầu làm việc với thiết bị laser.
 

– PVC

PVC, còn được gọi là Polyvinyl clorua, là một trong những vật liệu nhựa nhiệt dẻo được sử dụng phổ biến nhất. Nó có độ bền cao và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như chăm sóc sức khỏe, điện tử, hệ thống ống nước, v.v.

Một số ví dụ phổ biến về vật liệu PVC được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày là đường ống, dây cách điện, túi đựng máu, ván sàn, một số loại da tổng hợp, v.v. Mặc dù là một vật liệu nhựa được sử dụng rộng rãi như vậy, nhưng nó không thích hợp để cắt bằng laser.

Khi tiếp xúc với tia laze, thành phần vinyl có trong PVC bốc hơi và tạo ra khói clo và axit clohydric có hại. Những khói này rất độc nếu hít phải và thậm chí có thể làm hỏng thiết bị máy cắt laser.
 

– Nhựa ABS

ABS hoặc Acrylonitrile Butadiene Styrene là một loại nhựa nhiệt dẻo có thể thích hợp để cắt bằng laser dưới tia laser công suất thấp. Nhưng ABS cắt laser đòi hỏi phải theo dõi cẩn thận vì nó có xu hướng nóng chảy và để lại một mớ hỗn độn. Hơn nữa, khói tạo ra trong quá trình nhựa ABS nóng chảy có thể gây kích ứng cho mắt, da và phổi.
 

– Sợi carbon

Sợi carbon là một loại polymer nhẹ, có độ bền và độ cứng tốt. Nó có xu hướng dễ dàng hấp thụ năng lượng laser khiến nó dễ bị bắt lửa trong khi xử lý laser. Hầu hết các sợi carbon thường có một lớp sơn epoxy tạo ra khói độc hại khi bị đốt cháy dưới tia laser.
 

Thiết lập máy cắt laser để cắt và khắc nhựa

Để thực hiện các vết cắt sạch trên nhựa đòi hỏi một máy cắt laser có năng lực với khả năng kiểm soát quy trình tốt.
 

– Công suất laser

Lượng công suất laser cần thiết phụ thuộc vào loại vật liệu và độ dày của nó. Nói chung, laser CO 2 có công suất từ ​​30W trở lên được khuyên dùng để cắt hoặc khắc nhựa. Mặt khác, laser sợi quang không thể được sử dụng để cắt hoặc khắc nhưng có thể được sử dụng để khắc laser trên một số loại nhựa nhất định.
 

– Bước sóng laser

Một tia laser có bước sóng trong khoảng 9,5 µm đến 10,6 µm là phù hợp nhất vì nhựa có đặc tính hấp thụ cao đối với năng lượng laze trong phạm vi này. Một tia laser CO 2 có bước sóng từ 9,5 µm đến 10,6 µm có thể được sử dụng để khắc và cắt hầu hết các loại nhựa an toàn cho quá trình gia công bằng tia laze.

Trong khi đó, laser sợi quang có bước sóng 1,06 µm chỉ thích hợp để đánh dấu bằng laser trên một số vật liệu nhựa nhất định.
 

– Cắt nhanh

Tốc độ cắt của một quá trình phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như công suất laser, độ dày của vật liệu và loại vật liệu được cắt. Tốc độ cắt chậm đối với nhựa dẫn đến đường cắt mịn với bề mặt hoàn thiện tốt.

Nói chung khi cắt vật liệu nhựa dày 5mm bằng tia laser CO 2 30W , tốc độ cắt 5mm / giây cho kết quả tốt với cạnh nhẵn. Tương tự, công suất laser được khuyến nghị để khắc là khoảng 15% với tốc độ khoảng 300mm / giây

Nhựa khắc laser yêu cầu máy khắc laser công suất thấp như Snapmaker 2.0 để thực hiện các bản khắc có độ tương phản cao với độ chi tiết tốt. Biểu đồ tốc độ và độ dày cắt bằng laser cho chất dẻo giúp hiểu rõ hơn về các thông số laser cho các độ dày khác nhau của chất dẻo.
 

– Hỗ trợ không khí

Nên sử dụng bộ trợ khí áp suất thấp cho nhựa cắt laser để giữ nhiệt độ được kiểm soát trong khi cung cấp đủ thời gian để hình thành cạnh đánh bóng bằng ngọn lửa.
 

– Hệ thống ống xả

Hầu hết tất cả các loại nhựa đều tạo ra khói khó chịu khi bị máy cắt laser hóa hơi. Tùy thuộc vào loại nhựa, những khói này đôi khi có thể gây hại cho con người, đặc biệt là khi tiếp xúc với chúng trong thời gian dài.

Trong một số trường hợp, giống như acrylic, hơi sinh ra từ quá trình đốt vật liệu có thể dễ cháy và bắt lửa. Do đó, một hệ thống thoát khí tốt là cần thiết để giữ cho các hơi này tránh xa con người và phôi.
 

Lời kết

Nhựa với độ bền cao và có nhiều màu sắc khác nhau, đã trở nên cực kỳ phổ biến trong ngành cắt laser. Hầu hết các ngành công nghiệp nhựa đã chuyển sang cắt laser vì khả năng thực hiện các vết cắt phức tạp và chính xác cao một cách nhanh chóng.

Để thực hiện cắt laser một cách an toàn, điều quan trọng là phải biết về bản chất của nhựa đang được sử dụng và phản ứng của nó với quá trình laser.Không phân biệt loại nhựa được sử dụng, hãy đảm bảo đeo kính an toàn laser khi ở gần máy laser đang hoạt động.
 

Các dịch vụ cắt laser tại Cơ khí Intech

 

• Cắt laser Inox theo yêu cầu
• Cắt laser đồng tấm chất lượng
• Cắt laser tấm nhôm chính xác
• Cắt laser thép tấm uy tín cao
• Cắt laser kim loại chuyên nghiệp