Laserové rezanie polykarbonátu: Čistý rez aj tam, kde materiál bežne černie

Spoločnosť LASCAM systems sa tejto problematike dlhodobo venuje a vo svojom aplikačnom centre otestovala niekoľko laserových technológií na testovacích vzorkách aj na reálnych vstrekovaných dieloch. Výsledok? Polykarbonát sa laserom rezať dá, a to bez viditeľného zafarbenia a karbonizácie, s vysokou kvalitou hrany vhodnou aj pre opticky citlivé aplikácie.

Polykarbonát: Skvelý materiál, náročný na delenie

Polykarbonát (PC) je obľúbený pre vysokú húževnatosť, rázovú odolnosť a výbornú priehľadnosť. Nájdeme ho v šošovkách a svetlovodoch, krytoch svetlometov, ochranných krytoch, zdravotníckych pomôckach či v elektronike. Práve tieto aplikácie kladú na kvalitu rezu najvyššie nároky: hrana má zostať čistá, bez zafarbenia, bez trhlín a bez poškodenia okolitých funkčných plôch.

Pri laserovom spracovaní je PC citlivý na tepelné zaťaženie. Nevhodne zvolený laser či parametre vedú k žltnutiu, karbonizácii alebo nedokonalému prerezaniu. Preto firmy laserové rezanie polykarbonátu po prvých neúspešných pokusoch zavrhnú a zostanú pri mechanických metódach.

Prečo rezať polykarbonát laserom

Mechanické delenie PC, teda frézovanie či strihanie, je zavedené, no má svoje limity. Laser ponúka niekoľko podstatných výhod:

• Bezkontaktné spracovanie

Na diel nepôsobí mechanická sila, takže nevzniká mechanické namáhanie typické pre obrábanie a znižuje sa riziko mechanicky indukovaných mikrotrhlín, ktoré sú pri PC známym zdrojom neskoršieho praskania. Nároky na upínanie tenkostenných či tvarovo zložitých dielov môžu byť výrazne nižšie.

• Žiadne špony a opotrebenie nástroja

Proces je čistý, vhodný aj do citlivých prevádzok, a kvalita rezu sa v čase nezhoršuje tak ako pri degradovaní ostrosti frézy.

• Presnosť a voľnosť tvaru 

Laser zvládne malé polomery, úzke štrbiny aj rezy v ťažko dostupných miestach, napríklad pri odrezávaní vtokov tesne pri opticky aktívnych plochách.

• Jednoduchá automatizácia

Laser je možné integrovať na robota alebo do automatizovanej linky. Zmena geometrie je len otázkou programu, nie výroby nového nástroja či prípravku.

• Menej dokončovacích operácií

Pri správne zvládnutom procese odpadá odhrotovanie a prácne dočisťovanie hrany.

Nie každý laser je vhodný

LASCAM v rámci dlhodobého vývoja porovnal niekoľko typov laserových zdrojov a spôsobov rezania. Testy potvrdili, že rozdiely vo výsledkoch sú zásadné. Kým pri niektorých technológiách materiál v mieste rezu žltol až černel, iné dokázali polykarbonát rezať bez viditeľného tepelného poškodenia alebo karbonizácie.

Pri tvarovo zložitých vstrekovaných dieloch sa zase osvedčilo robotické pracovisko s fixnou rezacou hlavou. 

Naopak, niektoré lasery, ktoré sú vynikajúce na značenie a gravírovanie plastov, sa na rezanie polykarbonátu nehodia. Aj to je dôležitá informácia pre každého, kto zvažuje investíciu do laserovej technológie.

Správna technológia podľa aplikácie

Univerzálne riešenie pre všetky polykarbonátové diely neexistuje. Iné požiadavky má plochá doska, pri ktorej sa očakáva opticky dokonalá hrana, a iné vstrekovaný 3D diel, pri ktorom je prioritou spoľahlivé a rýchle oddelenie vtoku bez rizika poškodenia funkčných plôch. Výber technológie ovplyvňuje:

– požadovaná kvalita a vzhľad hrany,
– tvar a prístupnosť miesta rezu,
– hrúbka a povrchová úprava materiálu, aditiva, stav povrchu,
– požadovaná produktivita a miera automatizácie,
– výška investície a prevádzkové náklady.

Práve tu vstupujú do hry skúsenosti z reálnych testov. Vďaka nim vie LASCAM zákazníkovi odporučiť technológiu, ktorá bude fungovať na jeho konkrétnom diele, nie len na papieri.