Sprievodca rezaním plastov laserom: Čo môžete rezať a čo nikdy nesmiete rezať

Sprievodca rezaním plastov laserom: Čo môžete rezať a čo nikdy nesmiete rezať

Prečo „plast“ nie je jeden materiál

List plastu prichádza s farbou, hrúbkou a cenou. Žiadna z týchto troch vecí neinformuje laser o tom, čo sa chystá robiť.

„Plast“ opisuje skupinu materiálov s úplne odlišnou chemickou zložkou, a CO2 lúč s vlnovou dĺžkou 10,6 mikróna reaguje na chemickú zložku, nie na štítok na ochrannej fólii. Vyplývajú z toho dve dôsledky, ktoré určujú všetko ostatné v tomto návode.

Nastavenia sa nedajú prenášať medzi rôznymi plastmi. Akryl, polystyrén a ABS môžu na policke vyzerať podobne, avšak pri rovnakej výkonnosti a rýchlosti sa správajú úplne inak. Súbor, ktorý sa čistou rezom spracuje na jednom materiáli, sa na inom môže zoskladať, natiahnuť alebo zapáliť.

Niektoré plasty nesmú byť vôbec rezané – ani pri akomkoľvek nastavení. Nie preto, lebo by okraj vyzeral škaredo, ale preto, lebo proces vytvára plyny, ktoré poškodzujú stroj a ohrozujú obsluhu. Žiadne množstvo prívodu vzduchu, žiadna rýchlosť ani žiadna filtrácia neprevedie zakázaný materiál na bezpečnú úlohu. Ide o rozhodnutie týkajúce sa materiálu, nie o rozhodnutie týkajúce sa parametrov.

Väčšina termoplastov sa reže tavením a odparovaním, takže „rezný okraj“ je v skutočnosti znovu ztuhnutá tavenina. Preto sú okraje plastov lesklé, šnúrovité alebo lepkavé namiesto čistých a vláknitých, ako napríklad drevo. Množstvo vytvorenej taveniny a rýchlosť jej ochladenia rozhodujú o vzhľade okraja.

Termosety sú opäť iný prípad. Epoxy, fenolformaldehyd a sklovým vláknom posilnené dosky sa netavia; uhlievia sa, rozpadajú sa na prach a zanechávajú hrubý okraj. Nie sú toľko rezané, ale skôr poškodené priamou čiarou.

Zoznam materiálov, ktoré sa nikdy nesmú rezať

Táto časť návodu stojí za to vytlačiť a povesiť na stenu. Každý nižšie uvedený materiál sa odmieta bez ohľadu na hrúbku, nastavenia alebo veľkosť úlohy.

Dve praktické poznámky k tomuto zoznamu.

Po prvé, ekonomický argument je silnejší ako zdravotný pre väčšinu dielní a stojí za to ho jasne vyjadriť: chlórny plyn napáda optické vrstvy a kovové povrchy, ktorých sa dotkne. Jediná PVC práca môže nechať na šošovke film a spustiť koróziu na vodičoch, ktorá sa mesiace neskôr prejaví zníženou kvalitou rezu. Preto pravidlo nemá výnimky ani pre „iba malú súčiastku“.

Po druhé, zoznam obsahuje materiály, ktoré je úplne bezpečné obrábať, píliť alebo frézovať. Acetal a PVC sú bežné technické materiály. Obmedzenie sa vzťahuje na tepelné spracovanie, nie na samotnú existenciu materiálu.

Ako identifikovať neznámy plast predtým, ako sa umiestni na pracovnú plochu

Najužitočnejšou návykom pri práci s plastmi je odmietnuť rezať akýkoľvek materiál, ktorého názov nepoznáte. Identifikácia je zvyčajne jednoduchá a takmer nikdy nevyžaduje testovanie.

Pravidlo, ktoré nasleduje, je jednoduché: bez technického listu žiadne rezy. Ak zákazník dodáva vlastný materiál, požiadajte ho písomne o názov polyméru, než sa materiál umiestni na pracovnú plochu. Ak ho nemôže poskytnúť, ponúknite prácu ako „materiál sa ešte potvrdzuje“ alebo ju odmietnite.

Najčastejšou príčinou zlyhania nie je nevedomosť, ale kontinuita: „tento materiál sme minulý mesiac rezali a všetko bolo v poriadku“. Dodávatelia menia triedu, prísady a povrchovú úpravu bez zmeny názvu výrobku, a materiál, ktorý sa v marci správal jedným spôsobom, sa môže v októbri správať inak.

Ako sa každý bežný plast správa pod lúčom

Ak materiál prešiel zoznamom „nikdy nerezané“, správanie sa stále líši dostatočne, aby každá skupina vyžadovala vlastný test.

Dve vzory si všimnúť hodné. Materiály s nízkou viskozitou taveniny, ako napríklad PP a PE, tvoria vlákna, pretože tavenina je tenká a vzduchová podpora ju ťahá. Materiály, ktoré sa ľahko menia farbu, ako napríklad PC, reagujú na akýkoľvek nadbytok tepla hnedou hranou, ktorú nie je možné odstrániť leštením.

Hrúbka mení situáciu viac, než pri dreve. Doska PP s hrúbkou 2 mm sa môže rezať akceptovateľne, zatiaľ čo doska rovnakej triedy s hrúbkou 6 mm sa deformuje a tvorí vlákna, pretože teplo má ďalej cestu a musí sa odstrániť viac taveniny.

Prečo vznikajú vláknité, lepkavé alebo čisté okraje

Pri dreve a papieri je rezový okraj povrchom rezu. Pri plastoch je to zmrazená verzia taveniny a vzhľad je priamym ukazovateľom množstva vytvorenej kvapalnej látky a rýchlosti jej tuhnutia.

To dáva tri režimy zlyhania a jeden režim úspechu.

Vláknité okraje vznikajú, keď je roztavený materiál dostatočne tenký na to, aby sa dal ťahať namiesto vystrelenia. Pomocný prúd vzduchu ťahá vlákna polyméru cez reznú štrbinu; tieto vlákna sa ochladzujú vo vzduchu a zvárajú sa k súčiastke. Často sa vyskytujú pri PP, PE a PETG. Riešenie je protiintuitívne: zvýšte rýchlosť a znížte energiu, aby sa roztavilo menej materiálu; potom upravte prúd vzduchu tak, aby vyčistil reznú štrbinu, ale neťahal vlákna.

Lepkavé alebo lepkavé okraje vznikajú, keď sa roztavený materiál zatuhne príliš mäkko. Klasickým prípadom je polykarbonát: okraj vyzerá dobre, no potom sa po stlačení nehtom poškriabe a lepí sa, a súčiastku sa nedá manipulovať bez zanechania odtlačkov. Znížte energiu a zvýšte rýchlosť; ak materiál stále neposkytuje suchý okraj, môže byť úloha vhodnejšia pre pílu alebo frézku.

Zhrubnuté alebo zdvihnuté okraje vznikajú, keď sa roztavený materiál tlačí smerom nahor namiesto toho, aby vychádzal z rezného priestoru. Rozmer rezu je správny, no horná plocha má výstupok, ktorý sa nedá pripevniť tesne. ABS tento jav zobrazuje veľmi jasne. Najprv skontrolujte zaostrenie, potom smer prúdu vzduchu.

Čisté hrany pochádzajú z materiálov, ktoré sa viac odparujú ako topia, napríklad PMMA a PS, a z udržiavania energie tesne nad prahovou hodnotou potrebnou na dokončenie rezu.

Ochranná fólia si zaslúži osobitnú poznámku. Ponechanie výrobného filmu na povrchu chráni prednú stranu, avšak samotný film sa topí do rezaného okraja a môže sa zváriť s dielom. Ak je potrebné povrch chrániť počas rezu, zvyčajne je lepšou voľbou nízkolepkavá prenosová páska aplikovaná operátorom namiesto ponechania dopravnej fólie na mieste; pred sériovým spracovaním je však nutné túto pásku otestovať na odpadovom kuse.

Výpary, oheň a kvapkajúca horúca hmota

Hlavným nebezpečenstvom v tejto skupine materiálov sú výpary z plastov, ktoré sa často podceňujú, pretože sú väčšinou neviditeľné.

Výpary sa kondenzujú. Na rozdiel od dymu zo dreva, ktorý sa väčšinou odvádza z stroja, sa para z plastov ochladí a usadí na prvej chladnejšej ploche, ktorú stretnú: na šošovke, na tryske, vo vnútri odsávacej rúry alebo na odsávacom ventilátore. Táto vrstva zníži kvalitu rezu dlho predtým, než niekto zaznamená akýkoľvek zápach, a je dôvodom, prečo sa optické súčasti čistia častejšie pri práci s plastmi ako pri práci s drevesom.

Odsávanie musí byť prispôsobené spracovávanému materiálu. Použitie odsávania určeného na drevený prach pri rezaní plastov je bežnou a drahou chybou. Výpary z plastov vyžadujú vhodnú filtráciu a odsávaný vzduch by nemal byť opätovne privádzaný do dielne, pokiaľ nie je filtrácia špeciálne navrhnutá na tento účel. Ak stroj vypúšťa vzduch von, uistite sa, že výstup nie je umiestnený vedľa nasávacieho otvoru pre vonkajší vzduch.

Kvapkajúca horúca hmota predstavuje cestu pre šírenie ohňa. Tavivé plastové materiály môžu kvápať. Horiaci kvapka padne cez mriežku na podložku, podlahu alebo do zberného priestoru a spôsobí ďalší požiar pod tým, ktorý operátor práve sleduje. Pozor si treba dávať najmä na PC, PP a PE. Udržiavajte priestor pod podložkou voľný a nikdy neuskladňujte odpadkové kúsky priamo v stroji.

Nikdy nenechávajte spracovanie plastov bez dozoru. Toto je štandardný postup pre všetky laserové práce, avšak v prípade plastov ho treba zdôrazniť: plast sa môže vznietiť, kvápať a pokračovať v horenia aj v odsávacej trati po zastavení laserovej hlavy.

Dve zvyky v oblasti údržby prinášajú najväčší rozdiel. Čistite objektív a trysku podľa plánu, nie len vtedy, keď sa objavia príznaky znečistenia, pretože tenká vrstva plastu sa usadzuje neviditeľne. A po každej práci s plastmi vyprázdnite zberný priestor, pretože zmiešané plastové odpadkové kúsky predstavujú nielen zdroj paliva, ale aj riziko kontaminácie nasledujúcej práce – najmä ak bol niektorý z nich nesprávne identifikovaný.

Najčastejšie chyby pri práci s plastmi začínajú ešte pred spustením úlohy

Posledný riadok je ten, ktorý počas roka ušetrí najviac materiálu. Jednoduchý záznam – polymér, dodávateľ, hrúbka, nastavenia, výsledok na okraji – mení výrok „toto sme minulý mesiac režali a bolo to v poriadku“ na dôkaz, ktorý sa dá skontrolovať ešte pred ďalšou šaržou.

Výber správneho stroja na prácu s plastovými doskami

Práca s plastovými doskami nepotrebuje maximálny výkon. Vyžaduje kontrolovanú nízkofrekvenčnú energiu, stabilný pohyb a extrakciu skutočne navrhnutú pre odstraňovanie výparov, pretože väčšina plastových úloh sa nachádza v nízkovýkonovej oblasti možností CO2 systému a typickým režimom poruchy je nadbytok tepla, nie jeho nedostatok.

Veľkosť pracovnej plochy sa orientuje podľa veľkosti dosky, nie podľa veľkosti výrobku. Štandardné formáty plastových dosiek sú veľké a zariadenie, ktoré nedokáže prijať dosku v rovine, vyžaduje buď predrezanie, alebo prepracovanie návrhu. Formáty 1325 a 1610 sú vhodné pre spracovanie celých dosiek a pre vnorené (nestované) výroby; formát 6090 je vhodný pre malé diely, prototypy a prácu s jednou doskou, kde prevláda manipulácia.

Stabilita pohybu sa priamo prejavuje na okraji. Pri plastoch nejednotná rýchlosť posuvu spôsobuje viditeľné pruhovanie a premennú kvalitu okraja, pretože sa mení tepelná história tavenia v závislosti od rýchlosti. Zariadenie, ktoré udržiava konštantnú rýchlosť aj počas zakrivení, vytvára rovnomernejší okraj ako zariadenie, ktoré zrýchľuje a spomaľuje.

Umiestnenie kamery je užitočné v prípadoch, keď musia rezy presne zodpovedať tlačenému obrazu na plastovej doske – čo je bežné pri výrobe doplnkov pre reklamu a výstavné účely. Dvojhlavová konfigurácia zvyšuje výkon pri opakovanom spracovaní rovnakých dielov bez zmeny technologického postupu.

Výkonové konfigurácie na platformách 6090, 1390 a 1610 sa ponúkajú v rozsahu od 100 W do 150 W, čo pre plastové dosky stačí; dôležité je, ako presne stroj dodáva výkon na dolnej hranici tohto rozsahu. Ak je požiadavkou označovanie namiesto rezného spracovania – čísla dielov, štítky, sériové tabuľky – je správnym nástrojom CO2 označovací stroj; použitie rezného stroja na označovanie zbytočne vyčerpáva jeho schopnosti v oboch smeroch.

Špecifikáciou, ktorú sa najľahšie podhodnotí, je odvzdušnenie. Plastový dym je obmedzením, ktoré určuje, ako dlho môže stroj spracovávať plast; filtrácia navrhnutá pre drevo sa upchá, neprečistí pach a usadí sa ako vrstva na optických komponentoch.

Záver

Plasty sú skupinou materiálov, pri ktorej jediný neidentifikovaný list môže spôsobiť najväčšiu škodu a kde sa riešenie zakladá na postupe, nie na technickom zásahu.

Pravidlá sú dostatočne krátke na to, aby sa dali zapamätať. Uveďte názov polyméru, kým sa nedostane na podložku, a odmietnite akýkoľvek materiál, ktorého názov nemôžete uviesť. Zoznam materiálov, ktoré sa nesmú rezať, je nezmeniteľný: PVC, PTFE, acetal a sklové epoxidové pryskyřice nie sú problémom parametrov. Očakávajte, že hrana bude zmrznutý tavený materiál, a ovládajte ju rýchlosťou a energiou, nie vyšším výkonom. Paru považujte súčasne za problém údržby aj zdravia, pretože sa kondenzuje na stroji rovnako ľahko, ako sa uvoľňuje do vzduchu. Udržiavajte priestor pod podložkou čistý, pretože kvapká roztopený plast.

Dielňa, ktorá dodržiava tieto pravidlá, môže na tom istom stroji, ktorý používa na rezanie akrylu, MDF a dosiek, ziskovo rezať PS, ABS, PET, PP, PE a PC – a môže odmietnuť zakázky, ktoré by tišo poškodili optiku.