Kaj je stroj za lasersko označevanje?
Lasersko označevanje je metoda za označevanje različnih vrst predmetov z laserjem. Načelo laserskega označevanja je, da laserski žarek nekako spremeni optični videz površine, na katero vpliva. To se lahko zgodi z različnimi mehanizmi:
1. Ablacija materiala (lasersko graviranje); včasih odstranitev nekaj barvne površinske plasti.
2. Taljenje kovine, s čimer se spremeni površinska struktura.
3. Rahlo gorenje (karbonizacija), npr. papirja, kartona, lesa ali polimerov.
4. Transformacija (npr. beljenje) pigmentov (industrijski laserski dodatki) v plastičnem materialu.
5. Razširitev polimera, če npr. izhlapi kakšen dodatek.
6. Nastanek površinskih struktur, kot so majhni mehurčki.
S skeniranjem laserskega žarka (npr. z dvema premičnima ogledaloma) je mogoče hitro pisati črke, simbole, črtne kode in drugo grafiko z uporabo vektorskega ali rastrskega skeniranja. Druga metoda je uporaba maske, ki se prikaže na obdelovancu (projekcijsko označevanje, maskno označevanje). Ta metoda je preprosta in hitrejša (uporabna tudi pri premikajočih se obdelovancih), vendar manj prilagodljiva kot skeniranje.
"Lasersko označevanje" pomeni označevanje ali etiketiranje obdelovancev in materialov z laserskim žarkom. V zvezi s tem ločimo različne postopke, kot so graviranje, odstranjevanje, barvanje, žarjenje in penjenje. Glede na material in zahteve glede kakovosti ima vsak od teh postopkov svoje prednosti in slabosti.
Kako deluje stroj za lasersko označevanje?
Osnove laserske tehnologije
Vsi laserji so sestavljeni iz 3 komponent:
1. Zunanji vir črpalke.
2. Aktivni laserski medij.
3. Resonator.
Vir črpalke usmerja zunanjo energijo do laserja.
Aktivni laserski medij se nahaja v notranjosti laserja. Glede na zasnovo je lahko laserski medij sestavljen iz plinske mešanice (CO2 laser), kristalnega telesa (YAG laser) ali steklenih vlaken (vlaknasti laser). Ko se energija dovaja laserskemu mediju skozi črpalko, ta oddaja energijo v obliki sevanja.
Aktivni laserski medij se nahaja med dvema zrcaloma, imenovanima "resonator". Eno od teh zrcal je enosmerno zrcalo. Sevanje aktivnega laserskega medija se v resonatorju ojača. Hkrati lahko skozi enosmerno zrcalo resonator zapusti le določeno sevanje. To združeno sevanje je lasersko sevanje.
Prednosti laserskega označevalnega stroja
Visoko natančno označevanje pri konstantni kakovosti
Zahvaljujoč visoki natančnosti laserskega označevanja bodo tudi zelo občutljive grafike, enotočkovne pisave in zelo majhne geometrije jasno berljive. Hkrati lasersko označevanje zagotavlja konstantno visokokakovostne rezultate.
Visoka hitrost označevanja
Lasersko označevanje je eden najhitrejših postopkov označevanja na trgu. To se posledično kaže v visoki produktivnosti in stroškovnih prednostih med proizvodnjo. Glede na strukturo in velikost materiala se lahko za dodatno povečanje hitrosti uporabijo različni laserski viri (npr. vlakenski laserji) ali laserski stroji (npr. galvo laserji).
Trajno označevanje
Lasersko jedkanje je trajno in hkrati odporno na abrazijo, vročino in kisline. Glede na nastavitve parametrov laserja je mogoče nekatere materiale označiti tudi brez poškodbe površine.
Aplikacije stroja za lasersko označevanje
Laserski gravirni stroj ima ogromno različnih uporab:
1. Dodajanje kataloških številk, datumov uporabe in podobnega na embalažo živil, steklenice itd.
2. Dodajanje sledljivih informacij za nadzor kakovosti.
3. Označevanje tiskanih vezij (PCB), elektronskih komponent in kablov.
4. Tiskanje logotipov, črtnih kod in drugih informacij na izdelkih.
V primerjavi z drugimi tehnologijami označevanja, kot sta brizgalno tiskanje in mehansko označevanje, ima lasersko označevanje številne prednosti, kot so zelo visoke hitrosti obdelave, nizki obratovalni stroški (brez uporabe potrošnega materiala), konstantno visoka kakovost in trajnost rezultatov, preprečevanje kontaminacije, možnost vpisa zelo majhnih elementov in zelo visoka prilagodljivost pri avtomatizaciji.
Plastični materiali, les, karton, papir, usnje in akril so pogosto označeni z relativno nizko močjo CO2 laserji. Za kovinske površine so ti laserji manj primerni zaradi majhne absorpcije pri dolgih valovnih dolžinah (okoli 10 μm); primernejše so laserske valovne dolžine, npr. v območju 1 μm, kot jih je mogoče doseči npr. z Nd:YAG laserji, ki jih črpajo sijalke ali diode (običajno s preklopom Q) ali z vlakenskimi laserji. Tipične laserske moči, ki se uporabljajo za označevanje, so reda velikosti od 10 do 100 W. Krajše valovne dolžine, kot je 532 nm, ki jih dobimo s podvojitvijo frekvence YAG laserjev, so lahko ugodne, vendar takšni viri niso vedno ekonomsko konkurenčni. Za označevanje kovin, kot je zlato, ki ima prenizko absorpcijo v spektralnem območju 1 μm, so kratke laserske valovne dolžine bistvenega pomena.
Kovine
Nerjaveče jeklo, aluminij, zlato, srebro, titan, bron, platina ali baker
Laser se že vrsto let dobro obnese, zlasti pri laserskem graviranju in laserskem označevanju kovin. Z laserjem je mogoče natančno, čitljivo in hitro označiti ne le mehke kovine, kot je aluminij, temveč tudi jeklo ali zelo trde zlitine. Pri nekaterih kovinah, kot so jeklene zlitine, je mogoče z žarjenjem celo izvesti označevanje, odporno proti koroziji, ne da bi pri tem poškodovali površinsko strukturo. Izdelki iz kovin se z laserji označujejo v najrazličnejših panogah.
plastika
Polikarbonat (PC), Poliamid (PA), Polietilen (PE), Polipropilen (PP), Akrilonitril butadien stiren kopolimer (ABS), Poliimid (PI), Polistiren (PS), Polimetilmetakrilat (PMMA), Poliester (PES)
Plastiko je mogoče z laserji označevati ali gravirati na različne načine. Z vlakenskim laserjem lahko označite številne različne komercialno uporabljene plastike, kot so polikarbonat, ABS, poliamid in številne druge, s trajnim, hitrim in visokokakovostnim zaključkom. Zahvaljujoč kratkim časom priprave in prilagodljivosti, ki jo ponuja označevalni laser, lahko ekonomično označite tudi majhne serije.
Organski materiali
Organski materiali zahtevajo posebne rešitve, da jim zagotovimo trajne oznake z jasnimi konturami. Naši strokovnjaki razvijajo laserske označevalne sisteme, ki popolnoma izpolnjujejo to zahtevo. Sisteme, katerih intenzivnost je mogoče nadzorovati tako, da se toplota ohranja znotraj želenih meja.
Steklo in keramika
Materiali, kot sta steklo in keramika, postavljajo stroge zahteve našim strankam in panogam, v katerih delujejo. Zato ... STYLECNC je razvil tehnologijo, s katero je mogoče na steklo nanašati visokokontrastne oznake brez razpok.
Različni postopki laserskega označevalnega stroja
Označevanje žarjenja
Žarjenje je posebna vrsta laserskega jedkanja kovin. Toplotni učinek laserskega žarka povzroči oksidacijo pod površino materiala, kar povzroči spremembo barve kovinske površine.
Med laserskim graviranjem se površina obdelovanca tali in izpari z laserjem. Posledično laserski žarek odstrani material. Tako ustvarjen odtis na površini je gravura.
Odstranjevanje
Med odstranjevanjem laserski žarek odstrani zgornje premaze, nanesene na podlago. Zaradi različnih barv zgornjega premaza in podlage nastane kontrast. Med običajne materiale, ki se lasersko označujejo z odstranjevanjem materiala, spadajo eloksiran aluminij, prevlečene kovine, folije in filmi ali laminati.
penjenje
Med penjenjem laserski žarek tali material. Pri tem procesu se v materialu tvorijo plinski mehurčki, ki difuzno odbijajo svetlobo. Označevanje bo tako svetlejše od območij, ki niso bila jedkana. Ta vrsta laserskega označevanja se uporablja predvsem za temne plastike.
Karbonizacija
Karbonizacija omogoča močne kontraste na svetlih površinah. Med procesom karbonizacije laser segreje površino materiala (najmanj 100 °C) in pri tem se sprošča kisik, vodik ali kombinacija obeh plinov. Ostane temno območje z višjo koncentracijo ogljika.
Karbonizacija se lahko uporablja za polimere ali biopolimere, kot sta les ali usnje. Ker karbonizacija vedno povzroči temne sledi, bo kontrast na temnih materialih precej minimalen.
Barvno graviranje je postopek označevanja, ki uporablja vlakenski laserski vir MOPA za označevanje barve na kovinski površini, kot so nerjaveče jeklo, titan itd. MOPA se nanaša na konfiguracijo, ki jo sestavljata glavni laser (ali semenski laser) in optični ojačevalnik za povečanje izhodne moči.
3D Označevanje
Naš 3D sistem laserskega označevanja je s programsko krmiljenjem optične razširjene leče snopa v smeri optične osi z visoko hitrostjo izmenično gibanje, dinamično prilagajanje goriščne razdalje laserskega žarka, zaradi česar goriščna točka na različnih mestih na površini obdelovanca ostane enakomerna, da se doseže 3D površina, površinska natančnost laserske obdelave.
