Laserové řezání polykarbonátu: čistý řez i tam, kde materiál běžně černá

Čirý polykarbonát patří mezi materiály, u kterých je dosažení kvalitního laserového řezu náročné. Při nevhodně zvolené technologii nebo parametrech hrana snadno žloutne, hnědne až karbonizuje, což představuje problém zejména u opticky citlivých dílů.

My v LASCAM systems se této problematice dlouhodobě věnujeme a v našem aplikačním centru jsme několik laserových technologií na testovacích vzorcích i reálných vstřikovaných dílech otestovali. Výsledek? Polykarbonát lze laserem řezat bez viditelného zabarvení a karbonizace, s vysokou kvalitou hrany a výsledkem vhodným i pro opticky citlivé aplikace. Zásadní je zvolit správnou technologii a zvládnout proces.

Polykarbonát: skvělý materiál, náročný na dělení

Polykarbonát (PC) je oblíbený pro svou vysokou houževnatost, rázovou odolnost a výbornou průhlednost. Najdeme ho v čočkách a světlovodech, krytech světlometů, ochranných krytech, zdravotnických pomůckách nebo elektronice. Právě tyto aplikace kladou na kvalitu řezu nejvyšší nároky: hrana má zůstat čistá, bez zabarvení, trhlin a poškození okolních funkčních ploch.

Při laserovém zpracování je PC citlivý na tepelné zatížení. Nevhodně zvolený laser nebo parametry vedou ke žloutnutí, karbonizaci či nedokonalému proříznutí. Proto firmy po prvních neúspěšných pokusech někdy laserové řezání polykarbonátu zavrhnou a zůstanou u mechanických metod.

Proč řezat polykarbonát laserem

Mechanické dělení PC, tedy frézování nebo stříhání, je zavedené, má však své limity. Laser nabízí několik podstatných výhod:

• Bezkontaktní zpracování

Na díl nepůsobí mechanická síla, takže nevzniká mechanické namáhání typické pro obrábění a snižuje se riziko mechanicky indukovaných mikrotrhlin, které jsou u PC známým zdrojem pozdějšího praskání. Nároky na upínání tenkostěnných nebo tvarově složitých dílů tak mohou být výrazně nižší.

• Žádné třísky ani opotřebení nástroje

Proces je čistý, vhodný i do citlivých provozů a kvalita řezu se v čase nezhoršuje v důsledku postupného otupování frézy.

• Přesnost a volnost tvaru

Laser zvládne malé poloměry, úzké štěrbiny i řezy v obtížně přístupných místech, například při odřezávání vtoků těsně u opticky aktivních ploch.

• Jednoduchá automatizace

Laser lze integrovat na robota nebo do automatizované linky. Změna geometrie je pouze otázkou programu, nikoli výroby nového nástroje či přípravku.

•  Méně dokončovacích operací

Při správně zvládnutém procesu odpadá odhrotování a pracné dočišťování hrany.

Ne každý laser je vhodný

LASCAM v rámci dlouhodobého vývoje porovnal několik typů laserových zdrojů a způsobů řezání. Testy potvrdily, že rozdíly ve výsledcích jsou zásadní. Zatímco u některých technologií materiál v místě řezu žloutl až černal, jiné dokázaly polykarbonát řezat bez viditelného tepelného poškození nebo karbonizace.

U tvarově složitých vstřikovaných dílů se zase osvědčilo robotické pracoviště s fixní řezací hlavou.

Naopak některé lasery, které jsou velmi vhodné pro značení a gravírování plastů, se pro řezání polykarbonátu nehodí. I to je důležitá informace pro každého, kdo zvažuje investici do laserové technologie.

Správná technologie podle aplikace

Univerzální řešení pro všechny polykarbonátové díly neexistuje. Jiné požadavky má plochá deska, u které se očekává opticky dokonalá hrana, a jiné vstřikovaný 3D díl, u něhož je prioritou spolehlivé a rychlé oddělení vtoku bez rizika poškození funkčních ploch. Výběr technologie ovlivňuje:

• požadovaná kvalita a vzhled hrany,
• tvar a přístupnost místa řezu,
• tloušťka a povrchová úprava materiálu, aditiva a stav povrchu,
• požadovaná produktivita a míra automatizace,
• výše investice a provozní náklady.

Právě zde vstupují do hry zkušenosti z reálných testů. Díky nim může LASCAM zákazníkovi doporučit technologii, která bude fungovat na jeho konkrétním dílu, nejen na papíře.