Marcação, Gravação e Corrosão a Laser em Sulfeto de Polifenileno (PPS)

Marcação a Laser em PPS com Lasers de Fibra MOPA Industriais

A marcação e a gravação a laser em PPS (sulfeto de polifenileno) apresentam dificuldades significativas devido à sua resistência a altas temperaturas quando submetido ao calor do laser. Avanços recentes na tecnologia de corantes, incluindo negros de carbono específicos para laser e lasers de fibra, permitem marcação de alto contraste, em cores claras e resistente a riscos em PPS preto reforçado com fibra de vidro, com certificação Yellow Card. Essa inovação permite a marcação e a micrormarcação de matrizes de dados, códigos de barras, códigos QR e identificação exclusiva de peças em diversos setores, como automotivo, aeroespacial/eletrônica militar NASA MIL, sistemas de controle de emissões, bombas e válvulas, eletrodomésticos, tanques, entre outros. A configuração e os componentes ópticos dos lasers de fibra de itérbio exigem precisão para garantir marcações duráveis, resistentes a riscos e de alto contraste.

Processo ideal de marcação a laser para PPS. Para criar marcações resistentes a riscos, de alto contraste e em cores claras sobre PPS preto reforçado com fibra de vidro, os lasers de fibra de itérbio MOPA se destacam por controlarem com precisão a largura de pulso e a densidade de potência focada. Esse grau de precisão permite maior controle sobre o processo de espumação química da superfície dentro da faixa de comprimento de onda do infravermelho próximo de 1060-1070nm. A duração ideal de pulso varia de 20 a 40 nanossegundos, acompanhada de uma frequência de pulso superior a 100 quilohertz. Uma configuração precisa do laser é essencial para controlar a temperatura da superfície, incluindo os tempos de subida e descida; a falha em alcançar isso pode fazer com que a marcação seja facilmente removida por atrito.

Para obter marcação a laser de alta qualidade em polímeros reforçados com fibra de vidro, como o PPS, é necessário implementar técnicas robustas de moldagem por injeção e garantir a dispersão e distribuição eficazes de corantes otimizados para laser e materiais pré-compostos. A incorporação de fibras de vidro pode afetar negativamente os processos de moldagem, influenciando consequentemente a qualidade da marcação a laser. Superfícies com alto teor de resina são fundamentais para obter marcação durável. Superfícies com alta concentração de fibra de vidro produzem resultados de marcação abaixo do ideal.

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Serviços Técnicos

• Formulações e compostos personalizados de correspondência de cor a laser, conformidade regulatória, amostras de protótipo–masterbatch, materiais pré-compostos (pré-coloridos), laminados para laser.
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• Moldagem por injeção de plásticos e análise analítica, fluxo de molde, dispersão/distribuição de aditivos e corantes.
• Serviços de marcação sob encomenda (job shop)

A Importância da Marcação a Laser em Polímeros Reforçados com Fibra de Vidro – A Importância das Operações de Moldagem por Injeção. Para melhorar o desempenho estrutural dos plásticos padrão, é utilizada a incorporação de fibras de vidro. Os materiais utilizados na produção da fibra de vidro incluem sílica, calcário e barrilha (carbonato de sódio). O “surgimento de vidro” é um defeito superficial significativo, frequentemente encontrado em produtos moldados por injeção reforçados com fibra de vidro. A exposição das fibras de vidro leva a uma superfície rica em fibra de vidro. Durante o processo de preenchimento e moldagem do plástico fundido, o excesso de vidro se acumula na superfície. Após os mecanismos de condensação e moldagem, observam-se marcas brancas na superfície. As superfícies das peças moldadas devem ser caracterizadas como “ricas em resina” para alcançar marcação de alta qualidade, já que a energia do laser interage com a matriz polimérica. Em contrapartida, superfícies com alto teor de fibra de vidro apresentam características de marcação inferiores, e esse problema se agrava conforme aumenta o teor de fibra. A fibra de vidro apresenta características limitadas de absorção para a luz laser no infravermelho próximo (NIR).

A Importância da Marcação a Laser em Polímeros Reforçados com Fibra de Vidro – A Importância das Operações de Moldagem por Injeção

As marcações decorativas e funcionais produzidas pelo laser devem ser totalmente legíveis, como identificação de componentes, esquemas, matriz de dados e código de barras. A qualidade da marcação depende do polímero, dos aditivos e corantes, dos processos de moldagem por injeção e da fonte do laser. Problemas na superfície do polímero moldado que prejudicam a legibilidade podem afetar a segurança, o desempenho e a função do produto.

O que é o Sulfeto de Polifenileno (PPS)?

O Sulfeto de Polifenileno (PPS) é um termoplástico de engenharia semicristalino, de alta temperatura. No setor, o PPS é conhecido como O plástico que se comporta como metal. As propriedades do PPS, semelhantes às de outros plásticos de alto desempenho em altas temperaturas, incluindo PEEK e LCP, dependem do seu comportamento de cristalização. Duas formas distintas de PPS são comercializadas: estrutura molecular “ramificada” e “linear”. Entre as marcas mais reconhecidas estão Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. A versão ramificada tende a ser mais rígida. A versão linear geralmente oferece melhor resistência mecânica e flexural, além de maior estabilidade de fusão. O PPS linear também apresenta menos impurezas iônicas. Fibras reforçadas com vidro (30 e 40 por cento) e misturas de fibra de vidro/mineral no PPS padrão permitem aplicações especializadas e exigentes. Fabricantes de eletrônicos comumente selecionam PPS com 40 por cento de fibra de vidro para produtos de isolamento e conectores.

Celanese Fortron®

Perguntas Frequentes Sobre Marcação a Laser em PPS

O que é o Sulfeto de Polifenileno PPS? O Sulfeto de Polifenileno (PPS) é um termoplástico de engenharia conhecido por suas propriedades semicristalinas e de alta temperatura. No setor de plásticos, o PPS ficou conhecido como o plástico que oferece desempenho semelhante ao do metal. As características do PPS, semelhantes às de outros plásticos de alto desempenho que resistem a altas temperaturas, como PEEK e LCP, são influenciadas pelo seu comportamento de cristalização. Existem dois tipos exclusivos disponíveis: estrutura molecular “ramificada” e “linear”. Algumas das marcas mais conhecidas incluem Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. A versão ramificada tende a ser mais rígida. A versão linear geralmente oferece melhor resistência mecânica e flexural, além de maior estabilidade de fusão. O PPS linear também apresenta menos impurezas iônicas. Fibras reforçadas com vidro (30 e 40 por cento) e misturas de fibra de vidro/mineral no PPS padrão permitem aplicações especializadas e exigentes. Fabricantes de eletrônicos comumente selecionam PPS com 40 por cento de fibra de vidro para produtos de isolamento e conectores.

É possível obter contraste de marcação a laser em cores claras sobre PPS preto? Sim, novos avanços na tecnologia de corantes, incluindo negros de carbono específicos para laser e lasers de fibra, permitem marcação de alto contraste, em cores claras e resistente a riscos em PPS preto reforçado com fibra de vidro, com certificação Yellow Card. Esse avanço permite a marcação de matrizes de dados, códigos de barras, códigos QR e identificação exclusiva de peças.

Qual é o melhor tipo de laser para marcar PPS? Os lasers de fibra MOPA para marcação de plásticos são ideais porque controlam com precisão a largura de pulso e a densidade de potência. Essa precisão permite maior controle sobre o processo de espumação química da superfície. A configuração precisa do laser é importante para controlar a temperatura da superfície.

Lasers de fibra MOPA para marcação de plásticos

Como Funcionam os Aditivos para Laser?

A Fibra de Vidro Afeta a Marcação a Laser?

Sim, a fibra de vidro afeta a marcação a laser. Os materiais usados para fabricar a fibra de vidro são sílica, calcário e barrilha (carbonato de sódio). A sílica é o principal material usado para formar o vidro, enquanto a barrilha e o calcário são usados para reduzir a temperatura de fusão. O “surgimento de vidro” é um defeito superficial grave que afeta comumente produtos moldados por injeção reforçados com fibra de vidro. A exposição das fibras de vidro provoca uma superfície rica em fibra de vidro. O excesso de vidro se forma na superfície durante o preenchimento e a moldagem do plástico fundido. Após a condensação e a moldagem, surgem marcas brancas na superfície. As superfícies das peças moldadas devem ser “ricas em resina” para produzir marcação de alta qualidade, na qual a energia do laser interage com a matriz polimérica. Por outro lado, superfícies ricas em fibra de vidro apresentam marcação de má qualidade, e o problema se agrava com o aumento do teor de fibra. A própria fibra de vidro não é um bom absorvente de luz laser no infravermelho próximo (NIR).

Defeito de surgimento de vidro em poliamida reforçada com 25% de fibra de vidro. Cortesia de Topworks Plastic Mold

Para marcação de alta qualidade, a distribuição/dispersão homogênea de corantes e aditivos é tão fundamental quanto superfícies ricas em resina. Para determinar se há problemas de distribuição/dispersão, recomenda-se configurar o laser para marcar/escanear continuamente por toda a superfície da peça. O resultado mostra (da esquerda para a direita) uma caneta moldada exibindo excelente marcação em cromo dourado sobre preto (esquerda), as duas imagens do meio mostrando má distribuição de croma e a imagem da direita mostrando excelente distribuição uniforme.

Canetas escritoras moldadas por injeção em ABS

O que é o Plástico Sulfeto de Polifenileno PPS?

O Sulfeto de Polifenileno (PPS) é um termoplástico de engenharia semicristalino, de alta temperatura. No setor, o PPS é conhecido como O plástico que se comporta como metal. As propriedades do PPS, semelhantes às de outros plásticos de alto desempenho em altas temperaturas, incluindo PEEK e LCP, dependem do seu comportamento de cristalização. Duas formas distintas de PPS são comercializadas:

Estrutura molecular “ramificada” e “linear”. Entre as marcas mais reconhecidas estão Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. A versão ramificada tende a ser mais rígida. A versão linear geralmente oferece melhor resistência mecânica e flexural, além de maior estabilidade de fusão. O PPS linear também apresenta menos impurezas iônicas. Fibras reforçadas com vidro (30 e 40 por cento) e misturas de fibra de vidro/mineral no PPS padrão permitem aplicações especializadas e exigentes. Para alcançar um estado totalmente cristalino, são necessárias temperaturas de molde de pelo menos 275 a 300 graus Fahrenheit.

Quando o PPS é moldado abaixo de 275 graus Fahrenheit, as peças moldadas são amorfas, ou semicristalinas, e permanecem nesse estado até serem expostas a temperaturas de serviço mais altas. Se a temperatura de serviço exceder a temperatura de moldagem, as peças se tornarão mais cristalinas, resultando em alterações dimensionais e de propriedades.

Para alcançar um estado totalmente cristalino, são necessárias temperaturas de molde de pelo menos 275 a 300 graus Fahrenheit. Quando o PPS é moldado abaixo de 275 graus Fahrenheit, as peças moldadas são amorfas, ou semicristalinas, e permanecem nesse estado até serem expostas a temperaturas de serviço mais altas. Se a temperatura de serviço exceder a temperatura de moldagem, as peças se tornarão mais cristalinas, resultando em alterações dimensionais e de propriedades.

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