MATERIAŁ KOMPOZYTOWY DYNEEMA do obróbki laserowej

WPROWADZENIE

Materiał kompozytowy Dyneema® to wodoodporny materiał o grubości 175 µm, wykonany z włókniny laminowanej, składający się ze stopionych warstw polietylenu o ultra wysokiej masie cząsteczkowej (UHMWPE) i włókna węglowego, umieszczonych pomiędzy warstwami folii poliestrowej. Schemat przedstawiający kompozyt Dyneema pokazano na poniższym rysunku.

Materiał kompozytowy Dyneema jest wyjątkowo lekki, bardzo trwały, ma wysoką wytrzymałość na rozdarcie i rozciąganie oraz jest odporny na chemikalia. Stapianie włókna węglowego i włókna UHMWPE tworzy niezwykle mocną tkaninę, która jest bardziej odporna na uderzenia i wibracje niż samo włókno węglowe dlatego też stosowana jest do wytwarzania kompozytów do zastosowań specjalnych.

Materiał kompozytowy Dyneema jest odpowiedni jedynie do cięcia laserowego, które zapewnia gładkie obrobione laserowo krawędzie i minimalny wpływ oddziaływania ciepła na materiał. Bezkontaktowy charakter obróbki laserowej umożliwia przetwarzanie aplikacji o bardzo drobnych detalach praktycznie bez deformacji materiału co może być trudne do osiągnięcia przy użyciu tradycyjnych metod mechanicznych. Inne procesy laserowe nie są jednak wskazane, ponieważ nie sprzyjają zamierzonemu zastosowaniu kompozytu Dyneema. Universal Laser Systems umożliwia konsekwentne przetwarzanie tego materiału z wysoką dokładnością wymiarową, ponieważ bezdotykowy charakter obróbki laserowej eliminuje deformację materiału podczas przetwarzania.

UWAGI ZWIĄZANE Z OBRÓBKĄ LASEROWĄ

Materiał kompozytowy Dyneema został przetestowany w celu oceny kompatybilności obróbki laserowej i określenia najlepszej konfiguracji mocy szczytowej lasera i długości fali. Testy pokazały, że kompozyt Dyneema skutecznie pochłania energię lasera 9,3 µm i 10,6 µm. Zdjęcie mikroskopowe zrobione przy powiększeniu 300x przetworzonej krawędzi tkaniny kompozytowej Dyneema pokazano poniżej. Obok przedstawiono obraz 3D pokazujący, jak przetworzona krawędź kleju epoksydowego reaguje na cięcie laserowe przy konfiguracji pojedynczego 75 watów 9,3 Źródło lasera CO2 µm.

PRZYKŁAD PRZETWARZANIA

Zastosowania materiału kompozytowego Dyneema wymagające drobnej szczegółów bez pogorszenia właściwości fizycznych materiału można osiągnąć dzięki technologii Universal Laser Systems. Przykład pokazujący wyniki obróbki laserowej kompozytu Dyneema przy użyciu zalecanej konfiguracji systemu o mocy 9,3 µm 75 watów pokazano na rysunku poniżej.

PODSUMOWANIE

Materiał kompozytowy Dyneema jest odpowiedni do obróbki laserowej i został gruntownie przetestowany w celu ustalenia optymalnej konfiguracji przetwarzania. Dzięki tym testom ustalono, że cięcie laserowe jest wykonalne z tym materiałem i że źródło lasera CO₂ o mocy 75 watów 9,3 µm lub 10,6 µm jest optymalną konfiguracją systemu. Kompozyt Dyneema skutecznie pochłania energię lasera 9,3 lub 10,6 µm, tworząc obrobioną krawędź z minimalną strefą wpływu ciepła i nominalnym przebarwieniem.