Что такое лазерная маркировочная машина?
Лазерная маркировка это метод маркировки различных видов объектов с помощью лазера. Принцип лазерной маркировки заключается в том, что лазерный луч каким-то образом изменяет оптический вид поверхности, на которую он попадает. Это может происходить посредством различных механизмов:
1. Абляция материала (лазерная гравировка); иногда с удалением части окрашенного поверхностного слоя.
2. Плавление металла с изменением структуры поверхности.
3. Легкое обгорание (обугливание), например, бумаги, картона, дерева или полимеров.
4. Преобразование (например, отбеливание) пигментов (промышленных лазерных добавок) в пластиковый материал.
5. Расширение полимера, например, если какая-то добавка испаряется.
6. Образование поверхностных структур, таких как мелкие пузырьки.
Сканируя лазерный луч (например, с помощью 2 подвижных зеркал), можно быстро писать буквы, символы, штрихкоды и другую графику, используя векторное или растровое сканирование. Другой метод заключается в использовании маски, которая отображается на заготовке (проекционная маркировка, маркировка по маске). Этот метод прост и быстр (применим даже с подвижными заготовками), но менее гибок, чем сканирование.
«Лазерная маркировка» означает маркировку или обозначение заготовок и материалов с помощью лазерного луча. В связи с этим различают такие процессы, как гравировка, удаление, окрашивание, отжиг и вспенивание. В зависимости от материала и требований к качеству каждая из этих процедур имеет свои преимущества и недостатки.
Как работает лазерный маркировочный станок?
Основы лазерной техники
Все лазеры состоят из 3 компонентов:
1. Внешний источник насоса.
2. Активная лазерная среда.
3. Резонатор.
Источник накачки направляет внешнюю энергию в лазер.
Активная лазерная среда расположена внутри лазера. В зависимости от конструкции лазерная среда может состоять из газовой смеси (CO2 лазер), кристаллического тела (YAG-лазер) или стеклянных волокон (волоконный лазер). Когда энергия подается в лазерную среду через накачку, она испускает энергию в виде излучения.
Активная лазерная среда расположена между 2 зеркалами, «резонатором». Одно из этих зеркал является односторонним зеркалом. Излучение активной лазерной среды усиливается в резонаторе. В то же время только определенное излучение может покинуть резонатор через одностороннее зеркало. Это сгруппированное излучение является лазерным излучением.
Преимущества лазерной маркировочной машины
Высокоточная маркировка при постоянном качестве
Благодаря высокой точности лазерной маркировки даже очень тонкая графика, шрифты размером 1 пункт и очень мелкие геометрические фигуры будут четко различимы. При этом маркировка лазером обеспечивает неизменно высокое качество результатов.
Высокая скорость маркировки
Лазерная маркировка — один из самых быстрых процессов маркировки, доступных на рынке. Это обеспечивает высокую производительность и экономическую выгоду в процессе производства. В зависимости от структуры и размера материала для дальнейшего увеличения скорости могут использоваться различные лазерные источники (например, волоконные лазеры) или лазерные машины (например, гальванические лазеры).
Прочная маркировка
Лазерная гравировка является постоянной и в то же время устойчивой к истиранию, теплу и кислотам. В зависимости от настроек параметров лазера, некоторые материалы также могут быть промаркированы без повреждения поверхности.
Применение станков для лазерной маркировки
Лазерный маркировочный станок имеет широкий спектр применения:
1. Добавление номеров деталей, дат «употребить до» и т. п. на упаковки продуктов питания, бутылки и т. д.
2. Добавление прослеживаемой информации для контроля качества.
3. Маркировка печатных плат (ПП), электронных компонентов и кабелей.
4. Печать логотипов, штрих-кодов и другой информации на продукции.
По сравнению с другими технологиями маркировки, такими как струйная печать и механическая маркировка, лазерная маркировка имеет ряд преимуществ, таких как очень высокая скорость обработки, низкая стоимость эксплуатации (отсутствие расходных материалов), постоянно высокое качество и долговечность результатов, отсутствие загрязнений, возможность нанесения очень мелких элементов и очень высокая гибкость в автоматизации.
Пластиковые материалы, дерево, картон, бумага, кожа и акрил часто маркируются относительно маломощными CO2 лазеры. Для металлических поверхностей эти лазеры подходят меньше из-за малого поглощения на их длинных волнах (около 10 мкм); более подходящими являются длины волн лазера, например, в области 1 мкм, которые можно получить, например, с помощью ламповых или диодных накачиваемых Nd:YAG-лазеров (обычно с модуляцией добротности) или с помощью волоконных лазеров. Типичные мощности лазеров, используемые для маркировки, составляют порядка 10–100 Вт. Более короткие длины волн, такие как 532 нм, например, получаемые путем удвоения частоты YAG-лазеров, могут быть выгодны, но такие источники не всегда экономически конкурентоспособны. Для маркировки металлов, таких как золото, которое имеет слишком низкое поглощение в спектральной области 1 мкм, короткие длины волн лазера необходимы.
Драгоценные металлы
Нержавеющая сталь, алюминий, золото, серебро, титан, бронза, платина или медь
Лазер хорошо служит уже много лет, особенно когда речь идет о лазерной гравировке и лазерной маркировке металлов. Не только мягкие металлы, такие как алюминий, но и сталь или очень твердые сплавы также можно маркировать точно, разборчиво и быстро с помощью лазера. На некоторых металлах, таких как стальные сплавы, можно даже реализовать коррозионно-стойкую маркировку без повреждения структуры поверхности с помощью маркировки отжигом. Изделия из металла маркируются лазерами в самых разных отраслях промышленности.
пластики
Поликарбонат (ПК), Полиамид (ПА), Полиэтилен (ПЭ), Полипропилен (ПП), Сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС), Полиимид (ПИ), Полистирол (ПС), Полиметилметакрилат (ПММА), Полиэстер (ПЭС)
Пластики можно маркировать или гравировать лазерами различными способами. С помощью волоконного лазера можно маркировать множество различных коммерчески используемых пластиков, таких как поликарбонат, АБС, полиамид и многие другие, с постоянной, быстрой и высококачественной отделкой. Благодаря малому времени настройки и гибкости, которую обеспечивает маркировочный лазер, вы можете маркировать даже небольшие партии экономично.
Органические материалы
Органические материалы требуют специальных решений для обеспечения их постоянной маркировки с четкими контурами. Наши специалисты разрабатывают системы лазерной маркировки, которые идеально отвечают этому требованию. Системы, интенсивность которых можно контролировать, чтобы удерживать тепловыделение в желаемых пределах.
Стекло и керамика
Такие материалы, как стекло и керамика, предъявляют высокие требования к нашим клиентам и отраслям, в которых они работают. Для этой цели STYLECNC разработала технологию, позволяющую наносить на стекло высококонтрастную маркировку без трещин.
Различные процессы лазерной маркировки
Маркировка отжига
Маркировка отжигом — это особый тип лазерного травления металлов. Тепловое воздействие лазерного луча вызывает процесс окисления под поверхностью материала, что приводит к изменению цвета на поверхности металла.
При лазерной гравировке поверхность заготовки расплавляется и испаряется лазером. В результате лазерный луч удаляет материал. Полученный таким образом отпечаток на поверхности и есть гравировка.
Удаление
Во время удаления лазерный луч удаляет верхние покрытия, нанесенные на подложку. Контраст получается в результате различных цветов верхнего покрытия и подложки. Распространенные материалы, которые лазерная маркировка осуществляется путем удаления материала, включают анодированный алюминий, покрытые металлы, фольгу и пленки или ламинаты.
вспенивание
При вспенивании лазерный луч расплавляет материал. При этом в материале образуются пузырьки газа, которые диффузно отражают свет. Таким образом, маркировка получится светлее, чем те области, которые не были протравлены. Этот тип лазерной маркировки используется в основном для темных пластиков.
Карбонизация
Карбонизация обеспечивает сильные контрасты на ярких поверхностях. В процессе карбонизации лазер нагревает поверхность материала (минимум 100° C) и выделяет кислород, водород или комбинацию обоих газов. Остается затемненная область с более высокой концентрацией углерода.
Карбонизация может использоваться для полимеров или биополимеров, таких как дерево или кожа. Поскольку карбонизация всегда приводит к появлению темных пятен, контраст на темных материалах будет довольно минимальным.
Цветная гравировка — это процесс маркировки, при котором для маркировки цвета на металлической поверхности, такой как нержавеющая сталь, титан и т. д., используется волоконный лазерный источник MOPA. MOPA — это конфигурация, состоящая из главного лазера (или лазера-источника) и оптического усилителя для увеличения выходной мощности.
3D маркировка
3D система лазерной маркировки с помощью программного управления оптической линзой с расширенным лучом в направлении оптической оси осуществляется высокоскоростное возвратно-поступательное движение, динамическая регулировка фокусного расстояния лазерного луча, что позволяет сохранять равномерность фокусного пятна в разных местах на поверхности заготовки, таким образом, реализуя 3D поверхность, поверхностная точность лазерной обработки.
