Οδηγός Λέιζερ Κοπής Πλαστικών: Τι Μπορείτε να Κόψετε και Τι Πρέπει Απολύτως να Αποφύγετε

Οδηγός Λέιζερ Κοπής Πλαστικών: Τι Μπορείτε να Κόψετε και Τι Πρέπει Απολύτως να Αποφύγετε

Γιατί το «πλαστικό» δεν είναι ένα ενιαίο υλικό

Ένα φύλλο πλαστικού φτάνει με ένα χρώμα, μια πάχος και μια τιμή. Κανένα από αυτά τα τρία πράγματα δεν λέει στη λέιζερ τι ακριβώς πρόκειται να κάνει.

το «πλαστικό» περιγράφει μια οικογένεια υλικών με εντελώς διαφορετικές χημικές συνθέσεις, και μια δέσμη CO2 στα 10,6 μικρόμετρα αντιδρά στη χημεία, όχι στην ετικέτα του προστατευτικού φιλμ. Απορρέουν δύο συνέπειες, οι οποίες διαρθρώνουν όλα τα υπόλοιπα σε αυτόν τον οδηγό.

Οι ρυθμίσεις δεν μεταφέρονται από πλαστικό σε πλαστικό. Το ακρυλικό, η πολυστυρένιο και το ABS μπορούν να μοιάζουν παρόμοια στο ράφι, αλλά να συμπεριφέρονται εντελώς διαφορετικά στην ίδια ισχύ και ταχύτητα. Ένα αρχείο που κόβεται καθαρά σε ένα υλικό μπορεί να σχηματίσει σταγόνες, νήματα ή φλόγα σε ένα άλλο.

Ορισμένα πλαστικά δεν πρέπει να κόβονται καθόλου, σε καμία ρύθμιση. Όχι επειδή η άκρη θα ήταν άσχημη, αλλά επειδή η διαδικασία παράγει αέρια που βλάπτουν τη μηχανή και θέτουν σε κίνδυνο τον χειριστή. Καμία ποσότητα αέρα υποστήριξης, ταχύτητας ή φιλτραρίσματος δεν μετατρέπει ένα απαγορευμένο υλικό σε ασφαλή εργασία. Πρόκειται για απόφαση υλικού, όχι για απόφαση παραμέτρων.

Τα περισσότερα θερμοπλαστικά κόβονται με τήξη και εξάτμιση, οπότε η «ακμή κοπής» είναι στην πραγματικότητα μια επαναστερεωμένη τήγμα. Γι’ αυτό οι ακμές των πλαστικών βγαίνουν λαμπερές, νηματώδεις ή κολλώδεις, αντί για καθαρές και ινώδεις όπως το ξύλο. Το πόσο τήγμα παράγεται και πόσο γρήγορα ψύχεται καθορίζει την εμφάνιση της ακμής.

Τα θερμοσκληρυνόμενα υλικά είναι άλλη υπόθεση. Το εποξειδικό, το φαινολικό και η πλάκα ενισχυμένη με γυαλί δεν τήκονται· μαυρίζουν, σπάνε σε σκόνη και αφήνουν τραχιά ακμή. Δεν κόβονται πραγματικά, αλλά υφίστανται ζημιά σε ευθεία γραμμή.

Ο Κατάλογος Υλικών που Δεν Επιτρέπεται Ποτέ να Κοπούν

Αυτό είναι το τμήμα του οδηγού που αξίζει να εκτυπωθεί και να τοποθετηθεί στον τοίχο. Κάθε υλικό που αναφέρεται παρακάτω απορρίπτεται ανεξάρτητα από το πάχος, τις ρυθμίσεις ή το μέγεθος της εργασίας.

Δύο πρακτικές σημειώσεις σε αυτήν τη λίστα.

Πρώτον, το οικονομικό επιχείρημα είναι ισχυρότερο από το επιχείρημα υγείας για τις περισσότερες εργαστηριακές μονάδες, και αξίζει να διατυπωθεί ξεκάθαρα: το χλώριο αέριο επιτίθεται στην οπτική επίστρωση και στις μεταλλικές επιφάνειες που ακουμπά. Μία μόνο εργασία με PVC μπορεί να αφήσει ένα φιλμ στο φακό και να ξεκινήσει διάβρωση στους οδηγούς, η οποία εμφανίζεται μήνες αργότερα ως μειωμένη ποιότητα κοπής. Γι’ αυτόν τον λόγο, ο κανόνας δεν έχει εξαιρέσεις για «μόνο ένα μικρό κομμάτι».

Δεύτερον, η λίστα περιλαμβάνει υλικά τα οποία είναι απόλυτα ασφαλή για μηχανική επεξεργασία, κοπή με πριόνι ή ρούτινγκ. Το ακετάλ και το PVC είναι συνηθισμένα μηχανολογικά υλικά. Ο περιορισμός ισχύει για τη θερμική επεξεργασία, όχι για την ύπαρξη του υλικού.

Πώς να αναγνωρίσετε ένα άγνωστο πλαστικό προτού τοποθετηθεί στο κρεβάτι

Η πιο χρήσιμη συνήθεια στην εργασία με πλαστικά είναι να αρνείστε την κοπή οποιουδήποτε υλικού που δεν μπορείτε να ονομάσετε. Η αναγνώριση είναι συνήθως εύκολη και σχεδόν ποτέ δεν απαιτεί δοκιμή.

Ο κανόνας που ακολουθεί είναι απλός: χωρίς φύλλο δεδομένων, δεν γίνεται κοπή. Εάν ο πελάτης παρέχει το δικό του υλικό, ζητήστε εγγράφως το όνομα του πολυμερούς προτού τοποθετηθεί στο κρεβάτι. Εάν δεν μπορεί να το παράσχει, προσφέρετε την εργασία ως «υλικό προς επιβεβαίωση» ή αρνηθείτε την.

Η πιο συνηθισμένη αποτυχία δεν είναι η άγνοια, αλλά η συνέχεια: «το κόψαμε πέρυσι τον μήνα και ήταν εντάξει». Οι προμηθευτές αλλάζουν βαθμίδα, πρόσθετα και επιφανειακή επεξεργασία χωρίς να αλλάζουν το όνομα του προϊόντος, και ένα υλικό που συμπεριφέρθηκε κατά έναν τρόπο τον Μάρτιο μπορεί να συμπεριφερθεί διαφορετικά τον Οκτώβριο.

Τι κάνει κάθε συνηθισμένο πλαστικό κάτω από τη δέσμη

Υποθέτοντας ότι το υλικό έχει περάσει τη λίστα «ποτέ μην κόβεις», η συμπεριφορά του παραμένει αρκετά μεταβλητή, ώστε κάθε οικογένεια να απαιτεί τη δική της δοκιμή.

Υπάρχουν δύο μοτίβα που αξίζει να σημειωθούν. Τα υλικά με χαμηλή ιξώδες τήξης, όπως το PP και το PE, παράγουν νήματα επειδή η τήγμα είναι αραιή και έλκεται από τη βοηθητική ροή αέρα. Τα υλικά που αλλάζουν εύκολα χρώμα, όπως το PC, αντιδρούν σε οποιαδήποτε περίσσεια θερμότητας με μια καφετιά άκρη που δεν μπορεί να λειανθεί.

Η πάχυνση αλλάζει την εικόνα περισσότερο απ’ ό,τι στο ξύλο. Ένα φύλλο PP πάχους 2 mm μπορεί να κοπεί αποδεκτά, ενώ ένα φύλλο του ίδιου βαθμού πάχους 6 mm παρουσιάζει παραμόρφωση και νήματα, επειδή η θερμότητα πρέπει να διανύσει μεγαλύτερη απόσταση και να απομακρυνθεί περισσότερη τήγμα.

Γιατί οι άκρες εμφανίζονται νηματώδεις, κολλώδεις ή καθαρές

Στο ξύλο και το χαρτί, η άκρη κοπής είναι μια επιφάνεια κοπής. Στα πλαστικά, είναι μια «ψημένη» εκδοχή της τήγμας, και η εμφάνισή της αποτελεί άμεση ένδειξη της ποσότητας του υγρού υλικού που δημιουργήθηκε και της ταχύτητας με την οποία στερεοποιήθηκε.

Αυτό δίνει τρεις τρόπους αποτυχίας και έναν τρόπο επιτυχίας.

Νηματώδεις άκρες συμβαίνουν όταν το λιωμένο υλικό είναι αρκετά λεπτό ώστε να τραβιέται αντί να εκτοξεύεται. Η βοηθητική ροή αέρα σύρει νήματα πολυμερούς κατά μήκος της τομής· αυτά ψύχονται στον αέρα και συγκολλώνται αυτόματα στο αντικείμενο. Συνηθισμένο φαινόμενο σε PP, PE και PETG. Η λύση είναι αντιφατική: αυξήστε την ταχύτητα και μειώστε την ενέργεια, ώστε να λιώνεται λιγότερο υλικό· στη συνέχεια ρυθμίστε τη βοηθητική ροή αέρα ώστε να καθαρίζει την τομή χωρίς να σύρει.

Κολλώδη ή κολλητικά άκρα συμβαίνουν όταν το λιωμένο υλικό στερεοποιείται με μαλακή σύσταση. Το πολυκαρβονικό είναι η τυπική περίπτωση: το άκρο φαίνεται κανονικό, αλλά αφήνει σημάδια και κολλάει όταν πιεστεί με το νύχι· το αντικείμενο δεν μπορεί να χειριστεί χωρίς να αφήνει αποτυπώματα. Μειώστε την ενέργεια και αυξήστε την ταχύτητα· εάν το υλικό δεν παρέχει ακόμη στεγνό άκρο, η εργασία ίσως είναι καταλληλότερη για πριόνι ή φρέζα.

Περιθωριακά ή ανυψωμένα άκρα συμβαίνουν όταν το λιωμένο υλικό ωθείται προς τα πάνω αντί να εκτοπιστεί έξω από την τομή. Η τομή είναι διαστασιακά ακριβής, αλλά η επάνω επιφάνεια φέρει μια περιθωριακή υψωμένη ζώνη που δεν προσαρμόζεται επίπεδα. Το ABS εμφανίζει ξεκάθαρα αυτό το φαινόμενο. Ελέγξτε πρώτα την εστίαση, στη συνέχεια την κατεύθυνση της βοηθητικής ροής αέρα.

Καθαρές άκρες προέρχονται από υλικά που εξατμίζονται περισσότερο από ό,τι λιώνουν, όπως το PMMA και το PS, και από τη διατήρηση της ενέργειας λίγο πάνω από το κατώφλι που απαιτείται για την ολοκλήρωση της κοπής.

Το προστατευτικό φιλμ αξίζει ιδιαίτερη μνεία. Το εργοστασιακό φιλμ που αφήνεται στη θέση του προστατεύει την επιφάνεια, αλλά το ίδιο το φιλμ λιώνει στην άκρη και μπορεί να συγκολληθεί στο κομμάτι. Εάν η επιφάνεια πρέπει να προστατεύεται κατά τη διάρκεια της κοπής, μια ταινία μεταφοράς χαμηλής προσκόλλησης που εφαρμόζεται από τον χειριστή είναι συνήθως καλύτερη επιλογή από το να αφεθεί το φιλμ αποστολής στη θέση του· η ταινία πρέπει να δοκιμαστεί σε ένα απόβλητο κομμάτι πριν από μια παρτίδα.

Ατμοί, φωτιά και λιωμένη σταγόνα

Οι ατμοί πλαστικού αποτελούν τον κύριο κίνδυνο σε αυτήν την ομάδα υλικών και είναι εκείνος που υποτιμάται συχνότερα, επειδή συνήθως είναι αόρατος.

Οι ατμοί συμπυκνώνονται. Σε αντίθεση με τον καπνό του ξύλου, που εξέρχεται κυρίως από τη μηχανή, οι ατμοί πλαστικού ψύχονται και κατακρημνίζονται στην πρώτη ψυχρή επιφάνεια που συναντούν: το φακό, την ακροφυσία, το εσωτερικό του αγωγού, τον ανεμιστήρα απορρόφησης. Αυτό το λεπτό στρώμα επιδεινώνει την ποιότητα της κοπής πολύ πριν κανείς αντιληφθεί κάποια οσμή, και αποτελεί τον λόγο για τον οποίο οι χρονοδιαγράμματα καθαρισμού των οπτικών στοιχείων είναι συντομότερα κατά την επεξεργασία πλαστικού σε σύγκριση με το ξύλο.

Η απορρόφηση πρέπει να είναι κατάλληλη για το υλικό. Η κοπή πλαστικού με σύστημα απορρόφησης που έχει εγκριθεί για σκόνη ξύλου είναι μια συνηθισμένη και ακριβή λανθασμένη πρακτική. Οι ατμοί πλαστικού απαιτούν κατάλληλη φιλτράρισμα, και ο αέρας που απορροφάται δεν πρέπει να επανακυκλώνεται στο εργαστήριο, εκτός εάν το σύστημα φιλτραρίσματος έχει σχεδιαστεί ειδικά γι’ αυτόν τον σκοπό. Εάν η μηχανή εκτονώνει τον αέρα έξω, ελέγξτε ότι η έξοδος δεν βρίσκεται δίπλα σε κάποια εισαγωγή αέρα.

Η λιωμένη σταγόνα αποτελεί διαδρομή φωτιάς. Τα λιωμένα πλαστικά μπορούν να στάζουν. Μια φλεγόμενη σταγόνα πέφτει μέσω της κυψελωτής δομής στο κρεβάτι, στο δάπεδο ή στο δοχείο απορριμμάτων και προκαλεί δεύτερη φωτιά κάτω από εκείνη που παρακολουθεί ο χειριστής. Τα υλικά που απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή είναι το PC, το PP και το PE. Διατηρήστε καθαρή την περιοχή κάτω από το κρεβάτι και μην αποθηκεύετε ποτέ υπολείμματα μέσα στη μηχανή.

Μην αφήνετε ποτέ μια εργασία με πλαστικό χωρίς επίβλεψη. Αυτή είναι η τυπική πρακτική για όλες τις εργασίες με λέιζερ, αλλά για τα πλαστικά επαναλαμβάνεται ειδικά: μπορούν να αναφλεγούν, να στάζουν και να συνεχίσουν να καίγονται μέσα στο δίκτυο απαγωγής ακόμα και μετά τη διακοπή της κεφαλής.

Δύο συνήθειες διατήρησης έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση. Καθαρίζετε το φακό και την ακροφύσιο σύμφωνα με προγραμματισμένο χρονοδιάγραμμα και όχι μόνο όταν εμφανιστούν συμπτώματα, επειδή το πλαστικό φιλμ σχηματίζεται αόρατα. Επίσης, αδειάζετε το δοχείο απορριμμάτων στο τέλος κάθε συνεδρίας με πλαστικό, επειδή τα ανάμεικτα υπολείμματα πλαστικού αποτελούν ταυτόχρονα φορτίο καύσιμου και, εάν οποιοδήποτε από αυτά έχει ταυτοποιηθεί λανθασμένα, κινδύνου ρύπανσης για την επόμενη εργασία.

Οι πιο συνηθισμένα λάθη με πλαστικά ξεκινούν πριν από την εκτέλεση της εργασίας

Η τελευταία γραμμή είναι αυτή που εξοικονομεί το περισσότερο υλικό σε μία χρονιά. Μία απλή καταγραφή — πολυμερές, προμηθευτής, πάχος, ρυθμίσεις, αποτέλεσμα στις άκρες — μετατρέπει τη φράση «το κόψαμε πέρσι τον μήνα και ήταν εντάξει» σε επαληθεύσιμα στοιχεία που μπορούν να ελεγχθούν πριν από την επόμενη παρτίδα.

Επιλογή της κατάλληλης μηχανής για εργασίες με φύλλα πλαστικού

Οι εργασίες με φύλλα πλαστικού δεν ευνοούν τη μέγιστη ισχύ. Ευνοούν την ελεγχόμενη χαμηλής ενέργειας δύναμη, τη σταθερή κίνηση και την απόσυρση που έχει σχεδιαστεί ειδικά για αναθυμιάσματα, διότι οι περισσότερες εργασίες με πλαστικό βρίσκονται στο χαμηλό άκρο της ενεργειακής ικανότητας ενός συστήματος CO2, και η αιτία αποτυχίας είναι υπερβολική θερμότητα, όχι έλλειψη θερμότητας.

Το μέγεθος του κρεβατιού ακολουθεί το φύλλο, όχι το εξάρτημα. Οι τυποποιημένες μορφές πλαστικών φύλλων είναι μεγάλες, και ένα κρεβάτι που δεν μπορεί να υποδεχθεί το φύλλο επίπεδα εξαναγκάζει είτε σε προκοπή είτε σε ανασχεδιασμό. Οι μορφές 1325 και 1610 είναι κατάλληλες για πλήρη φύλλα και ενσωματωμένη παραγωγή· η μορφή 6090 είναι κατάλληλη για μικρά εξαρτήματα, πρωτότυπα και εργασία με μονό φύλλο, όπου η χειριστικότητα επικρατεί.

Η σταθερότητα της κίνησης εμφανίζεται απευθείας στην άκρη. Στα πλαστικά, μια ασυνεπής διέλευση προκαλεί ορατές ζώνες και μεταβλητή ποιότητα άκρου, επειδή η ιστορία τήξης αλλάζει με την ταχύτητα. Μια μηχανή που διατηρεί σταθερή ταχύτητα κατά τη διέλευση καμπυλών παράγει πιο ομοιόμορφη άκρη από μια που επιταχύνει και επιβραδύνει.

Τοποθέτηση της κάμερας είναι χρήσιμη όπου οι κοπές πρέπει να συμπίπτουν με τυπωμένο πλαστικό φύλλο, γεγονός συνηθισμένο σε εργασίες σημαντικής ενημέρωσης και παρουσίασης. Μια διπλή κεφαλή αυξάνει την παραγωγικότητα για επαναλαμβανόμενα εξαρτήματα χωρίς να αλλάζει η διαδικασία.

Οι διατάξεις ισχύος για τις πλατφόρμες 6090, 1390 και 1610 κυμαίνονται από 100 W έως 150 W, και για πλαστικό φύλλο αυτό είναι επαρκές· αυτό που έχει σημασία είναι πόσο ελεγχόμενα η μηχανή παρέχει την κατώτερη τιμή αυτού του εύρους. Εάν η απαίτηση είναι η σήμανση και όχι η κοπή — αριθμοί εξαρτημάτων, ετικέτες, πινακίδες σειράς — τότε μια μηχανή σήμανσης CO₂ είναι το κατάλληλο εργαλείο, ενώ η χρήση μιας μηχανής κοπής για εργασίες σήμανσης σπαταλά τις δυνατότητές της και στις δύο κατευθύνσεις.

Η προδιαγραφή που είναι ευκολότερο να υποεκτιμηθεί είναι η απορρόφηση. Οι αναθυμιάσεις πλαστικού αποτελούν τον περιορισμό για το χρονικό διάστημα που μια μηχανή μπορεί να επεξεργάζεται πλαστικό, και ένα φίλτρο διαστασιολογημένο για ξύλο θα φράξει, θα επιτρέψει τη διάδοση οσμών και θα καταθέσει λεπτό στρώμα στα οπτικά στοιχεία.

Συμπέρασμα

Το πλαστικό είναι η ομάδα υλικών όπου ένα μόνο αναγνωρισμένο φύλλο μπορεί να προκαλέσει τη μεγαλύτερη ζημιά, και όπου η λύση είναι διαδικαστική και όχι τεχνική.

Οι κανόνες είναι αρκετά σύντομοι για να τους θυμάται κανείς. Ονομάστε το πολυμερές πριν φτάσει στο κρεβάτι, και αρνηθείτε οποιοδήποτε υλικό δεν μπορεί να ονομαστεί. Διατηρήστε τη λίστα «ποτέ δεν κόβεται» απόλυτη: το PVC, το PTFE, το acetal και το γυάλινο γεμιστό epoxy δεν είναι προβλήματα παραμέτρων. Περιμένετε η άκρη να είναι παγωμένη τήξη, και ελέγξτε την με ταχύτητα και ενέργεια, όχι με περισσότερη ισχύ. Αντιμετωπίστε τις αναθυμιάσεις ως ζήτημα συντήρησης και ως ζήτημα υγείας ταυτόχρονα, επειδή συμπυκνώνονται στη μηχανή με την ίδια ευκολία που εισέρχονται στον αέρα. Διατηρήστε καθαρή την περιοχή κάτω από το κρεβάτι, επειδή το λιωμένο πλαστικό στάζει.

Ένα εργαστήριο που ακολουθεί αυτούς τους κανόνες μπορεί να κόβει κερδοφόρα PS, ABS, PET, PP, PE και PC στην ίδια μηχανή που χρησιμοποιεί για ακρυλικό, MDF και σανίδες — και μπορεί να απορρίπτει τις παραγγελίες που θα κατέστρεφαν σιωπηλά τα οπτικά.