قابلیت حکاکی لیزر کابل برق با روکش PVC !؟

در این مقاله به بررسی نتایج حکاکی لیزر روی کابل های برق دارای روکش PVC در رنگ ها و ساختارهای مختلف می پردازیم. دو نوع پرتو لیزر با طول .موج های 1064nm و 532nm مورد استفاده قرار گرفت.و عمق نفوذ پرتو لیزر در روکش سیم توسط میکروسکوپ نوری بررسی گردید. حکاکی لیزر پلاستیک ها گسترده ترین فرایند اصلاح سطح لیزری می باشد. حکاکی بخشی از تولید انبوه بوده.و گاها سرعت تولید بسیار زیاد بوده.بصورتی که قابل رویت نیست.و ممکن است روی هر محصول. کد مشخصی علامت زده شود. علامت گذاری بایستی به گونه ای باشد که معیارهایی.از قبیل واضح بودن، خوانایی، دوام و قابلیت حکاکی لیزری را داشته باشد ولی سرعت حکاکی نیز یک معیار اساسی در کاربردهای صنعتی می‌باشد.

ترموپلاستیک ها بدون فیلر یا پیگمنت می توانند.باتوجه به قابلیت حکاکی لیزر به سه دسته اصلی تقسیم بندی شوند:

  • گروه اول: پرتو لیزر را به خوبی جذب نموده، ازاین رو آنها کربونیزه شده و حک به رنگ سیاه ایجاد می شود. موادی از قبیل پلی استرها (PES) و پلی سولفن ها (PSU).
  • گروه دوم: جذب و کربونیزاسیون غیر منظم بوده، این گروه شامل پلی استایرن ها (PS)، برخی از کوپلیمرها از قبیل PBT، PET و ABS می باشد. اضافه نمودن پیگمنت مناسب به این پلیمرها منجر به بهبود حکاکی می شوند.
  • گروه سوم: شامل پلیمرهایی از قبیل POM، PP، PE و PPS می باشد. که در حالت اولیه بدون رنگ خود قابلیت حکاکی لیزری را ندارند و لیزر هیچ تغییری در رنگ یا وضعیت آنها ایجاد نمی نماید. برای حکاکی. لیزر پلی ارتان توسط لیزر Nd:YAG (YAG: Yttrium-Aluminium-Garnet)، اکسید بیسموت با موفقیت به پلی اورتان اضافه گردید.

معیار اساسی ماده برای حک پذیری توسط لیزر، جذب انرژی لیزر می باشد. پلیمر به تنهایی می تواند اشعه لیزر را جذب نماید ولی اگر. چنین اتفای رخ نداد، بایستی پیگمنت (رنگدانه) به آنها اضافه نمود. لذا پیگمنت ها نقشی اساسی در حکاکی لیزر پلیمرها ایفا می کنند. آن ها می توانند فرایند حکاکی لیزر. را تقریبا مستقل از نوع پلیمر نمایند.

معیارهای مختلفی برای انتخاب لیزر مناسب حکاکی وجود دارد. ولی مهم ترین ویژگی در این انتخاب طول موج می باشد. لیزرهای متنوعی از UV تا لیزرهای انرژی بالای پالسی وجود دارد. معمول ترین لیزرهای مورد استفاده برای حکاکی روی سیم عبارتند از:.

  • لیزر گازی CO2 (طول موج 1064 نانومتر) که برای پلیمرهای حرارتی استفاده می شود.
  • لیزر گازی زنون کلراید (XeCl) (طول موج 308 نانومتر).
  • لیزر حالت جامد Nd:YAG (طول موج 1064 نانومتر).
  • لیزر فایبر یتربیوم (طول موج 1060 نانومتر).
  • لیزر دبل فرکانس Nd:YVO4 (طول موج 532 نانومتر).
  • لیزر فرکانس سه تایی Nd:YVO4 یا Nd:YAG (طول موج 355 نانومتر) (UV).

در این مقاله کابل های دارای روکش عایق PVC ولی در قطرها، رنگ و طرح متفاوت توسط لیزر هنگام تولید و در حرکت حکاکی شدند. در جدول زیر لیزر، پلیمر و سایر شرایط آزمون ذکر شده است: ( در این مقاله میزان مناسب بودن حکاکی لیزر با سرعت های 5000 m/s و 500 m/s بررسی گردید)

جدول 1

  1. سیستم VMc5 – سرعت حک کم، توانایی حکاکی تمامی مواد با وضوح بالا را دارد.
  2. سیستم VMc5 – سرعت حک زیاد، توانایی حکاکی سیم های مشکی، قهوه ای و سبز/زرد با وضوح مناسبی دارد.
  3. سیستم VMc4 – سرعت حک کم، توانایی حکاکی تمامی مواد به جز زرد را دارد ولی در سرعت زیاد می توان تمامی مواد را با وضوح نسبتا مناسبی حکاکی نمود.

در جدول زیر یک ارزیابی کلی از ویژگی های قابل رویت روی سیم ها را نشان می دهد.

جدول 2

بررسی میکروسکوپی عمق نفوذ حکاکی لیزر

تصاویر زیر مقطع سیم های حکاکی لیزری شده را نشان می دهد،.عمق نفوذ لیزر با طول موج 1064nm به صورت قابل ملاحظه ای در سیم های با روکش زرد و سبز کمتر می باشد،.همانطور که در شکل مشخص است.این وضعیت مناسب می باشد.زیرا انرژی لیزر جذب سطح ماده شده.و منجر به ایجاد حک واضح تیره و مشکی گردیده است.

در سیم های روکشدار قرمز، لیزر با طول موج 1064nm نسبتا به شدت جذب می شود.و حک به رنگ سفید ایجاد می شود. این سفیدی ناشی از تغییر رنگدانه ها به دلیل حرارت ایجاد شده می باشد.

شکل زیر مقطع کابل مشکی دارای کمترین ضخامت مورد استفاده در این آزمون (1.6mm) را نشان می دهد، از این رو اختلاف بیشتری میان زوایای پرتو لیزر و سطح سیم ایجاد می شود. علیرغم انحنای بیشتر سطح، لیزر عمق نفوذ نسبتا یکنواخت و کمی را داشته است.

عکس

  • a) تصویر عمق نفوذ لیزر – طول موج 532nm در سیم عایق زرد.
  • b) میزان نفوذ لیزر – طول موج 1064nm در سیم عایق سبز-زرد.
  • c) عمق نفوذ لیزر – طول موج 1064nm در سیم عایق قهوه ای تیره.
  • d) میزان نفوذ لیزر – طول موج 1064nm در سیم عایق قرمز.
  • e) عمق نفوذ لیزر – طول موج 1064nm در سیم عایق مشکی.

جدول زیر عمق نفوذ حکاکی در روکش سیم همراه رنگ های مختلف را نشان می دهد.

جدول 3

همانطور که در جدول بالا مشخص است، استفاده از پرتو لیزر با طول موج 1064 نانومتر می توان عمق نفوذ پرتو را کمتر از 100 میکرون به دست آورد.به صورتی که همزمان حکی کاملا واضح را داشته باشیم.

زمانی که از پرتو لیزر با طول موج  1064 نانومتر برای حکاکی لیزر در حرکت (Fly Marking) استفاده شود، حک ایجاد شده.به غیر از روکش های زرد رنگ دارای وضوح بالا برای مواد مختلفی خواهد بود. با سرعت حکاکی زیاد تنها می توان.روی سیم های روکشدار سیاه، قهوه ای و سبز وضوح بالایی داشته باشیم. در شرایط با سرعت حکاکی پایین لیزر با طول موج 532 نانومتر تمامی مواد را با وضوح مناسب حکاکی می نماید.ولی این نوع لیزر در سرعت های حک زیاد به سختی وضوح مناسبی را ایجاد می نماید.

باتوجه به بررسی های انجام شده سیم های با روکش زرد رنگ دشواری های خاص خود را دارند.

نه تنها ویژگی های ظاهری از قبیل رنگ، وضوح، یکنواختی، مقاومت به خراش بلکه مورفولوژی سطوح نیز توسط متغیرهای لیزری قابل کنترل می باشد. عمق نفوذ حکاکی لیزر به شدت وابسته به رنگ روکش سیم می باشد.

بستن منو
فلای مارک

  فارسی / English

error: