Marcatura laser, incisione ed etching del polisolfuro di fenilene (PPS)

Marcatura laser del PPS con laser a fibra MOPA industriali

La marcatura e l'incisione laser del PPS (polisolfuro di fenilene) presentano difficoltà significative a causa della sua resistenza alle alte temperature quando sottoposto al calore del laser. I recenti progressi nella tecnologia dei coloranti, inclusi i neri di carbonio specifici per laser e i laser a fibra, consentono una marcatura ad alto contrasto, di colore chiaro e resistente ai graffi su PPS nero caricato con fibra di vetro, con certificazione Yellow Card. Questa innovazione consente la marcatura e la micro-marcatura di matrici di dati, codici a barre, codici QR e identificazione univoca dei componenti in numerosi settori, quali automotive, aerospaziale/elettronica militare NASA MIL, sistemi di controllo delle emissioni, pompe e valvole, elettrodomestici, serbatoi e molto altro. La configurazione e i componenti ottici dei laser a fibra all'itterbio richiedono precisione per garantire marcature durevoli, resistenti ai graffi e ad alto contrasto.

Processo ottimale di marcatura laser per il PPS. Per creare marcature resistenti ai graffi, ad alto contrasto e di colore chiaro su PPS nero caricato con fibra di vetro, i laser a fibra MOPA all'itterbio eccellono grazie al controllo preciso della durata dell'impulso e della densità di potenza focalizzata. Questo livello di precisione consente un controllo avanzato del processo di schiumatura chimica superficiale nell'intervallo di lunghezze d'onda del vicino infrarosso di 1060-1070 nm. La durata ottimale dell'impulso varia tra 20 e 40 nanosecondi, con una frequenza di impulso superiore a 100 kilohertz. Una configurazione laser precisa è essenziale per controllare la temperatura superficiale, inclusi i tempi di salita e discesa; la mancata osservanza di questi parametri può causare una marcatura facilmente removibile con graffi.

Ottenere una marcatura laser di alta qualità su polimeri caricati con fibra di vetro, come il PPS, richiede l'implementazione di tecniche di stampaggio a iniezione robuste e un'efficace dispersione e distribuzione di coloranti ottimizzati per il laser e materiali precompoundati. L'incorporazione di fibre di vetro può influire negativamente sui processi di stampaggio, compromettendo di conseguenza la qualità della marcatura laser. Le superfici con un elevato contenuto di resina sono fondamentali per ottenere una marcatura durevole. Le superfici con un'elevata concentrazione di fibra di vetro produrranno risultati di marcatura non ottimali.

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Servizi tecnici

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L'importanza della marcatura laser dei polimeri caricati con fibra di vetro – L'importanza delle operazioni di stampaggio a iniezione. Per migliorare le prestazioni strutturali delle materie plastiche standard, si ricorre all'incorporazione di fibre di vetro. I materiali utilizzati nella produzione della fibra di vetro comprendono silice, calcare e carbonato di sodio. La "emersione del vetro" è un difetto superficiale significativo, frequentemente riscontrato nei prodotti stampati a iniezione caricati con fibra di vetro. L'esposizione delle fibre di vetro determina una superficie ricca di fibra di vetro. Durante il processo di riempimento e stampaggio del fuso plastico, un eccesso di vetro si accumula sulla superficie. In seguito ai meccanismi di condensazione e stampaggio, si osservano macchie bianche sulla superficie. Le superfici dei componenti stampati devono essere caratterizzate come "ricche di resina" per ottenere una marcatura di alta qualità, poiché l'energia del laser interagisce con la matrice polimerica. Al contrario, le superfici con un elevato contenuto di fibra di vetro presentano scarse caratteristiche di marcatura, e questo problema si aggrava all'aumentare del contenuto di fibra. La fibra di vetro presenta caratteristiche di assorbimento limitate per la luce laser nel vicino infrarosso (NIR).

L'importanza della marcatura laser dei polimeri caricati con fibra di vetro – L'importanza delle operazioni di stampaggio a iniezione

Le marcature decorative e funzionali prodotte dal laser devono essere completamente leggibili, ad esempio identificazione dei componenti, schemi, matrici di dati e codici a barre. La qualità della marcatura dipende dal polimero, dagli additivi e coloranti, dai processi di stampaggio a iniezione e dalla sorgente laser. I problemi superficiali dei polimeri stampati che compromettono la leggibilità possono influire sulla sicurezza, sulle prestazioni e sulla funzionalità del prodotto.

Che cos'è il polisolfuro di fenilene (PPS)?

Il polisolfuro di fenilene (PPS) è una termoplastica tecnica semicristallina resistente alle alte temperature. Nel settore, il PPS è noto come LA plastica che si comporta come un metallo. Le proprietà del PPS, analogamente ad altre materie plastiche ad alte prestazioni resistenti alle alte temperature come il PEEK e l'LCP, dipendono dal suo comportamento di cristallizzazione. Sul mercato sono disponibili due forme distinte di PPS: struttura molecolare "ramificata" e "lineare". Tra i marchi più riconosciuti figurano Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. La versione ramificata tende a essere più rigida. La versione lineare offre generalmente una migliore resistenza meccanica e a flessione, oltre a una maggiore stabilità allo stato fuso. Il PPS lineare presenta inoltre minori impurità ioniche. L'aggiunta di fibre di vetro (30 e 40 percento) e di miscele fibra di vetro/minerali al PPS standard consente applicazioni specializzate ed esigenti. I produttori di componenti elettronici scelgono comunemente il PPS caricato al 40 percento di fibra di vetro per prodotti isolanti e connettori.

Celanese Fortron®

Domande frequenti sulla marcatura laser del PPS

Che cos'è il polisolfuro di fenilene PPS? Il polisolfuro di fenilene (PPS) è una termoplastica tecnica nota per le sue proprietà semicristalline resistenti alle alte temperature. Nel settore delle materie plastiche, il PPS è diventato noto come la plastica che offre prestazioni simili a quelle del metallo. Le caratteristiche del PPS, analogamente ad altre materie plastiche ad alte prestazioni resistenti alle alte temperature come il PEEK e l'LCP, sono influenzate dal suo comportamento di cristallizzazione. Sono disponibili due tipologie distinte: struttura molecolare "ramificata" e "lineare". Tra i marchi più noti figurano Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. La versione ramificata tende a essere più rigida. La versione lineare offre generalmente una migliore resistenza meccanica e a flessione, oltre a una maggiore stabilità allo stato fuso. Il PPS lineare presenta inoltre minori impurità ioniche. L'aggiunta di fibre di vetro (30 e 40 percento) e di miscele fibra di vetro/minerali al PPS standard consente applicazioni specializzate ed esigenti. I produttori di componenti elettronici scelgono comunemente il PPS caricato al 40 percento di fibra di vetro per prodotti isolanti e connettori.

È possibile ottenere una marcatura laser di colore chiaro e ad alto contrasto su PPS nero? Sì, i nuovi progressi nella tecnologia dei coloranti, inclusi i neri di carbonio specifici per laser e i laser a fibra, consentono una marcatura ad alto contrasto, di colore chiaro e resistente ai graffi su PPS nero caricato con fibra di vetro, con certificazione Yellow Card. Questo progresso consente la marcatura di matrici di dati, codici a barre, codici QR e identificazione univoca dei componenti.

Qual è il tipo di laser migliore per la marcatura del PPS? I laser a fibra MOPA per la marcatura delle materie plastiche sono ideali perché consentono di controllare con precisione la durata dell'impulso e la densità di potenza. Questa precisione consente un controllo avanzato del processo di schiumatura chimica superficiale. Una configurazione laser precisa è importante per controllare la temperatura superficiale.

Laser a fibra MOPA per la marcatura delle materie plastiche

Come funzionano gli additivi per marcatura laser?

La fibra di vetro influisce sulla marcatura laser?

Sì, la fibra di vetro influisce sulla marcatura laser. I materiali utilizzati per produrre la fibra di vetro sono silice, calcare e carbonato di sodio. La silice è il materiale principale utilizzato per formare il vetro, mentre carbonato di sodio e calcare vengono utilizzati per abbassare la temperatura di fusione. La "emersione del vetro" è un grave difetto superficiale che colpisce comunemente i prodotti stampati a iniezione caricati con fibra di vetro. L'esposizione delle fibre di vetro determina una superficie ricca di fibra di vetro. Un eccesso di vetro si forma sulla superficie durante il riempimento e lo stampaggio del fuso plastico. Dopo la condensazione e lo stampaggio, sulla superficie compaiono macchie bianche. Le superfici dei componenti stampati devono essere "ricche di resina" per produrre una marcatura di alta qualità, in quanto l'energia del laser interagisce con la matrice polimerica. Al contrario, le superfici ricche di fibra di vetro presentano una marcatura scadente, e il problema peggiora con un contenuto di fibra più elevato. La fibra di vetro di per sé non è un buon assorbitore della luce laser nel vicino infrarosso (NIR).

Difetto di emersione del vetro su poliammide caricata al 25% di fibra di vetro. Per gentile concessione di Topworks Plastic Mold

Per una marcatura di alta qualità, la distribuzione/dispersione omogenea di coloranti e additivi è altrettanto fondamentale quanto le superfici ricche di resina. Per determinare la presenza di problemi di distribuzione/dispersione, si consiglia di configurare il laser per marcare/scansionare in modo continuo l'intera superficie del componente. Il risultato mostra (da sinistra a destra) una penna stampata con un'eccellente marcatura cromatica oro su nero (a sinistra), le due immagini centrali che mostrano una scarsa distribuzione cromatica e, all'estrema destra, un'eccellente distribuzione uniforme.

Penne a sfera stampate a iniezione in ABS

Che cos'è la plastica polisolfuro di fenilene PPS?

Il polisolfuro di fenilene (PPS) è una termoplastica tecnica semicristallina resistente alle alte temperature. Nel settore, il PPS è noto come LA plastica che si comporta come un metallo. Le proprietà del PPS, analogamente ad altre materie plastiche ad alte prestazioni resistenti alle alte temperature come il PEEK e l'LCP, dipendono dal suo comportamento di cristallizzazione. Sul mercato sono disponibili due forme distinte di PPS:

struttura molecolare "ramificata" e "lineare". Tra i marchi più riconosciuti figurano Celanese Fortron®, Solvay Ryton®, SABIC Supec, Toray Torelina e DIC PPS. La versione ramificata tende a essere più rigida. La versione lineare offre generalmente una migliore resistenza meccanica e a flessione, oltre a una maggiore stabilità allo stato fuso. Il PPS lineare presenta inoltre minori impurità ioniche. L'aggiunta di fibre di vetro (30 e 40 percento) e di miscele fibra di vetro/minerali al PPS standard consente applicazioni specializzate ed esigenti. Per ottenere uno stato completamente cristallino, sono necessarie temperature dello stampo di almeno 275-300 gradi Fahrenheit.

Quando il PPS viene stampato a temperature inferiori a 275 gradi Fahrenheit, i componenti stampati risultano amorfi o semicristallini e rimangono in questo stato fino a quando non vengono esposti a temperature di esercizio più elevate. Se la temperatura di esercizio supera la temperatura di stampaggio, i componenti diventeranno più cristallini, con conseguenti variazioni dimensionali e delle proprietà.

Per ottenere uno stato completamente cristallino, sono necessarie temperature dello stampo di almeno 275-300 gradi Fahrenheit. Quando il PPS viene stampato a temperature inferiori a 275 gradi Fahrenheit, i componenti stampati risultano amorfi o semicristallini e rimangono in questo stato fino a quando non vengono esposti a temperature di esercizio più elevate. Se la temperatura di esercizio supera la temperatura di stampaggio, i componenti diventeranno più cristallini, con conseguenti variazioni dimensionali e delle proprietà.

Articoli tecnici sulla marcatura laser del PPS

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