Découpe et gravure laser du plastique

Puisque nous souhaitons utiliser une machine laser pour le marquage sur plastique, nous nous aventurons dans un domaine complexe. Le plastique est en effet un matériau complexe, source d'incertitudes. Par exemple, de nombreux clients et partenaires spécialisés en publicité graphique utilisent des plaques de plastique et rencontrent des difficultés lors de l'achat et de l'utilisation d'une machine de gravure laser pour la découpe et la gravure. Cet article a pour but de fournir des informations utiles pour faciliter notre processus.

I. L'un des matériaux les plus durables : le plastique

Les plastiques regroupent une vaste gamme de matériaux synthétiques ou semi-synthétiques à base de polymères . Leur plasticité permet de les mouler , de les extruder ou de les presser pour obtenir des objets solides de formes variées. Matériau très résistant, le plastique se prête particulièrement bien à la gravure et à la découpe laser. La plupart des plastiques sont faciles à marquer. Quels sont les types de plastiques les plus courants ? Voir ci-dessous. Leurs caractéristiques sont détaillées dans le tableau ci-dessous.

Types courants de plastique

• Copolymère acétal chargé de verre (PP)
• Déformation du polyéthylène basse densité (PEBD)
• Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS)
• méthacrylate de méthyle (acrylique)
• Nylon (Polyamide) (PA)
• Polycarbonates (PC)
• Chlorure de polyvinyle (PVC)
• Téréphtalate de polyéthylène (Mylar)
• Polyoxyméthylène (POM) (Delrin)

Quel plastique est adapté à la découpe laser ?

Il existe de nombreux types de plastiques et de mélanges de plastiques. Quels plastiques sont adaptés à la découpe laser ? Sous un faisceau laser, certains plastiques conviennent à la découpe et à la gravure, tandis que d’autres dégagent du chlore ou sont inflammables. Voici cinq plastiques sûrs pour la découpe laser.

• Delrin

Le Delrin, dont le nom complet est indiqué sur la fiche technique ci-dessus, est utilisé dans de nombreuses applications, notamment pour les pompes et les composants de vannes d'eau, les engrenages, les rouleaux, les isolateurs électriques, les roulements, etc. Le Delrin présente un faible coefficient de frottement, une grande résistance et une rigidité élevée. Plus ductile que l'acrylique et le bois, il se découpe plus facilement et avec plus de précision. De plus, la découpe laser permet d'obtenir un bord lisse et sans aspérités, ne nécessitant aucune finition supplémentaire.

• Mylar

Le Mylar, dont le nom complet est « feuille » ci-dessus, est principalement utilisé pour la fabrication de pochoirs, car il est facile à travailler, propre et durable.

Le Mylar est un matériau plastique polyvalent qui possède une résistance, une durabilité et une élasticité élevées. Il constitue donc un excellent matériau pour la découpe laser, car il permet une découpe précise et nette.

• Feuilles de PC

Le terme PC désigne un groupe de polymères thermoplastiques contenant des carbonates. Plusieurs marques commerciales existent pour ces plastiques, notamment Lexan, Lupoy et Makrolon. Durables et légers, ils sont parfaitement adaptés à la découpe laser.

• Acrylique

L'acrylique, également appelé lucite, plexiglas ou PMMM, est un matériau de choix pour la découpe laser. Il se découpe avec précision et en toute sécurité, produisant un bord poli et net. Il existe deux types d'acrylique : extrudé et coulé. Tous deux conviennent parfaitement au traitement laser, mais leur comportement diffère. L'acrylique extrudé se découpe facilement et laisse un bord propre et poli à la flamme. De plus, il est moins cher que l'acrylique coulé. C'est donc le type d'acrylique idéal pour la découpe laser.

S'il y a bien une matière qui se retrouve plus souvent que le contreplaqué de bouleau sur les plateaux des découpeuses laser pour amateurs, ce sont sans doute les plaques d'acrylique. Il y a quelque chose d'étrangement satisfaisant à observer un faisceau laser tracer une ligne sur une plaque de ce matériau cristallin, vaporisant au passage une ligne d'une finesse extrême et laissant (avec un peu de chance) une découpe polie à la flamme.

• Ruban Kapton

Le Kapton (également appelé polyimide) est un polymère plastique haute performance. Ce matériau se caractérise par une résistance électrique et une conductivité thermique élevées, ainsi que par d'excellentes propriétés de traction. Ces propriétés le rendent idéal pour la découpe laser. Le ruban Kapton peut être découpé au laser pour la fabrication de masques de soudure ou de pochoirs. Il peut également être utilisé pour le marquage laser. La découpe est généralement effectuée à l'aide de lasers CO2, car les polyimides présentent une excellente capacité d'absorption de l'énergie de ce type de laser. Cependant, les lasers UV peuvent également être utilisés.

Quels plastiques ne peuvent pas être découpés au laser ?

Même avec une découpeuse laser performante, certains plastiques sont à proscrire. Nous vous déconseillons de les graver et de les découper. Examinons-les de plus près et voyons pourquoi il est déconseillé de les découper au laser.

• PVC

Bien que le PVC ait de nombreuses applications, il n'est pas adapté à la découpe laser. Sous le faisceau laser, ce matériau libère du chlore gazeux (et potentiellement de l'acide chlorhydrique). Outre les dommages causés à la machine de découpe laser, ces sous-produits peuvent également entraîner des blessures graves.

• fibre de carbone revêtue

La fibre de carbone est un matériau plastique peu adapté à la découpe laser en raison de sa forte absorption d'énergie laser. Elle possède également une diffusivité énergétique très élevée. De ce fait, elle s'enflamme facilement et le feu peut se propager à de larges portions du matériau pendant la découpe. Ce matériau dégage des fumées toxiques, particulièrement dangereuses dans les espaces clos.

• plastique ABS

L'ABS est un autre matériau peu adapté à la découpe laser car il a tendance à fondre, laissant derrière lui une substance collante. De plus, sa fabrication produit du cyanure d'hydrogène, toxique même à faibles doses.

II. Comment graver/découper du plastique au laser ?

Pour en savoir plus sur les matières plastiques, certains de nos amis et clients souhaitent apprendre à les graver ou à les découper. Notre influenceuse Naomi utilise une machine laser Monport 80W pour découper du Delrin et réaliser un motif d'engrenage. La vidéo dure 19 minutes et 36 secondes ; veuillez la raccourcir à 8 minutes et 28 secondes.

La vidéo détaillée ci-dessus montre la machine laser Monport 80W en train de graver du Delrin. Les paramètres de la machine laser 80W sont indiqués ci-dessous :

Paramètres de la machine

Graveur et découpeur laser CO2 Monport 80W

Puissance de coupe : 40 à 60 %

Vitesse de coupe : 10 mm/s

Notre suggestion pour la découpe et la gravure du plastique

• Lors de la découpe de l'acrylique, le faisceau laser fond les bords pour obtenir une finition lisse. Le procédé est parfaitement sûr, mais le port d'équipements de protection est recommandé pour se protéger des éventuelles émanations.

• Lors de la découpe de plaques de polycarbonate, leur dureté (encore plus grande que celle de l'acrylique) complique la réalisation de motifs complexes. De plus, elles absorbent une grande quantité d'énergie infrarouge et peuvent facilement s'enflammer (si elles sont trop épaisses). Veuillez les maintenir à proximité de la machine laser.

• Lors de la découpe du Delrin, ce matériau a tendance à se déformer, surtout s'il est mal stocké. Il dégage également des fumées, certes non toxiques, mais très âcres, et peut s'enflammer, notamment sous un faisceau laser puissant. Il est donc conseillé d'utiliser une faible vitesse et une faible puissance de découpe au laser.

• Quel que soit le matériau plastique choisi, il est toujours recommandé d'investir dans un extracteur de fumées, non seulement pour des raisons de santé, mais aussi pour protéger votre laser de la contamination et de la corrosion.

• La plupart des plastiques compatibles avec la gravure laser peuvent être gravés à grande vitesse en ajustant la puissance en fonction de la puissance de votre laser. Lors de vos essais, commencez par une vitesse rapide, puis ajustez la puissance jusqu'à obtenir une gravure nette et sans fusion.

• Pour certains plastiques, il est préférable de graver en deux passes. La première passe découpe la couche superficielle et la seconde élimine les résidus que certains plastiques peuvent laisser.

• Une autre technique utile consiste à masquer le plastique avant la gravure à l'aide de ruban de transfert ou de masquage. Cela empêchera l'accumulation de résidus sur la surface du plastique.

• Vaporisez légèrement d'eau le ruban de transfert pour réduire l'échauffement et la fonte sur les surfaces sensibles.

• Si les premiers résultats obtenus avec les réglages de vitesse et de puissance recommandés ne sont pas satisfaisants, commencez par modifier uniquement la puissance. Si cela ne fonctionne pas, recommencez en ajustant uniquement la vitesse. Une fois les résultats satisfaisants obtenus, notez ces réglages pour ce plastique afin de ne pas avoir à répéter l'expérience.

III. Applications

Les matières plastiques sont extrêmement polyvalentes et utilisées dans de nombreuses applications. L'utilisation conjointe de machines laser pour la découpe et la gravure du plastique permet d'élargir considérablement votre gamme de produits et vos capacités de traitement. Voici quelques applications courantes de la découpe laser, de la gravure et du marquage laser sans contact du plastique :

• Pièces automobiles
• Claviers
• Outils et poignées d'outils
• Boutons et interrupteurs avec design jour/nuit
• Étiquettes d'identification pour le nom

• Conditionnement
• Boîtiers en plastique

• Colliers de serrage en plastique gravés au laser
• Prises électriques
• Composants électroniques

• Marquage laser sur composants électroniques
• Cartes de circuits imprimés (PCB)

Prototypage de circuits imprimés par découpe laser : lors de la découpe du prototype de circuit imprimé, du début à la fin, le processus comprend 5 étapes.

Dernière réflexion

Nous espérons que cet article vous guidera dans le processus de gravure et de découpe laser du plastique. Grâce au système laser Monport , la gravure et la découpe du plastique deviennent plus efficaces, économiques et écologiques. Si vous souhaitez essayer la gravure laser sur plastique, n'oubliez pas d'ajouter la machine Monport à votre liste d'achats !