Co je to laserový značkovací stroj?
Laserové značení je metoda pro označování různých druhů předmětů pomocí laseru. Princip laserového značení spočívá v tom, že laserový paprsek nějakým způsobem upravuje optický vzhled povrchu, na který dopadá. K tomu může dojít prostřednictvím různých mechanismů:
1. Ablace materiálu (laserové gravírování); někdy odstranění nějaké barevné povrchové vrstvy.
2. Tavení kovu, tedy úprava struktury povrchu.
3. Mírné hoření (karbonizace) např. papíru, lepenky, dřeva nebo polymerů.
4. Transformace (např. bělení) pigmentů (průmyslové laserové přísady) v plastovém materiálu.
5. Expanze polymeru, pokud se např. odpaří nějaká přísada.
6. Generování povrchových struktur, jako jsou malé bubliny.
Skenováním laserového paprsku (např. pomocí 2 pohyblivých zrcadel) je možné rychle psát písmena, symboly, čárové kódy a další grafiku pomocí vektorového nebo rastrového skenu. Další metodou je použití masky, která je zobrazena na obrobku (označení projekcí, označení maskou). Tato metoda je jednoduchá a rychlejší (použitelná i u pohybujících se obrobků), ale méně flexibilní než skenování.
"Laser marking" znamená označování nebo označování obrobků a materiálů laserovým paprskem. V tomto ohledu se rozlišují různé procesy, jako je rytí, odstraňování, barvení, žíhání a pěnění. V závislosti na materiálu a požadavku na kvalitu má každý z těchto postupů své výhody a nevýhody.
Jak funguje laserový značkovací stroj?
Základy laserové technologie
Všechny lasery se skládají ze 3 součástí:
1. Externí zdroj čerpadla.
2. Aktivní laserové médium.
3. Rezonátor.
Zdroj pumpy vede vnější energii do laseru.
Aktivní laserové médium je umístěno na vnitřní straně laseru. V závislosti na konstrukci může být laserové médium tvořeno směsí plynů (CO2 laser), z krystalového těla (YAG laser) nebo skleněných vláken (vláknový laser). Když je energie přiváděna do laserového média přes čerpadlo, emituje energii ve formě záření.
Aktivní laserové médium je umístěno mezi 2 zrcadly, „rezonátor“. Jedno z těchto zrcadel je jednosměrné. Záření aktivního laserového média je zesíleno v rezonátoru. Přitom přes jednosměrné zrcadlo může rezonátor opustit jen určité záření. Toto sdružené záření je laserové záření.
Výhody laserového značkovacího stroje
Vysoce přesné značení při konstantní kvalitě
Díky vysoké přesnosti laserového značení bude i velmi jemná grafika, jednobodová písma a velmi malé geometrie jasně čitelné. Značení laserem zároveň zajišťuje trvale vysoce kvalitní výsledky.
Vysoká rychlost značení
Laserové značení je jedním z nejrychlejších způsobů značení dostupných na trhu. To má za následek vysokou produktivitu a úsporu nákladů během výroby. V závislosti na struktuře a velikosti materiálu lze pro další zvýšení rychlosti použít různé laserové zdroje (např. vláknové lasery) nebo laserové stroje (např. galvolasery).
Odolné značení
Laserové leptání je trvalé a zároveň odolné vůči oděru, teplu a kyselinám. V závislosti na nastavení parametrů laseru lze také některé materiály označit bez poškození povrchu.
Aplikace laserových značkovacích strojů
Laserový značkovací stroj má širokou škálu aplikací:
1. Přidání čísel dílů, data spotřeby a podobně na obaly potravin, lahve atd.
2. Přidání sledovatelných informací pro kontrolu kvality.
3. Označení desek plošných spojů (PCB), elektronických součástek a kabelů.
4. Tisk log, čárových kódů a dalších informací na produktech.
Ve srovnání s jinými technologiemi značení, jako je inkoustový tisk a mechanické značení, má laserové značení řadu výhod, jako je velmi vysoká rychlost zpracování, nízké provozní náklady (bez použití spotřebního materiálu), trvale vysoká kvalita a trvanlivost výsledků, zamezení kontaminace. , schopnost psát velmi malé funkce a velmi vysoká flexibilita v automatizaci.
Plastové materiály, dřevo, lepenka, papír, kůže a akryl jsou často označeny relativně nízkou spotřebou CO2 lasery. Pro kovové povrchy jsou tyto lasery méně vhodné kvůli malé absorpci na jejich dlouhých vlnových délkách (kolem 10 μm); Vhodnější jsou vlnové délky laseru např. v oblasti 1 μm, jaké lze získat např. lampami nebo diodami čerpanými Nd:YAG lasery (typicky Q-switched) nebo vláknovými lasery. Typické výkony laseru používané pro značení jsou řádově 10 až 100 W. Výhodné mohou být kratší vlnové délky, jako je 532 nm, získané zdvojnásobením frekvence YAG laserů, ale takové zdroje nejsou vždy ekonomicky konkurenceschopné. Pro značení kovů jako je zlato, které má příliš nízkou absorpci ve spektrální oblasti 1 μm, jsou nezbytné krátké vlnové délky laseru.
Kovy
Nerezová ocel, hliník, zlato, stříbro, titan, bronz, platina nebo měď
Laser slouží dobře již mnoho let, zejména pokud jde o laserové gravírování a laserové značení kovů. Laserem lze přesně, čitelně a rychle označovat nejen měkké kovy, jako je hliník, ale i ocel nebo velmi tvrdé slitiny. U některých kovů, jako jsou ocelové slitiny, je dokonce možné provádět značení odolné proti korozi bez poškození struktury povrchu pomocí značení žíháním. Výrobky vyrobené z kovu jsou značeny lasery v celé řadě průmyslových odvětví.
Plasty
Polykarbonát (PC), Polyamid (PA), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Kopolymer akrylonitrilbutadienstyrenu (ABS), Polyimid (PI), Polystyren (PS), Polymethylmetakrylát (PMMA), Polyester (PES)
Plasty lze značit nebo gravírovat laserem různými způsoby. S vláknovým laserem můžete označit mnoho různých komerčně používaných plastů, jako je polykarbonát, ABS, polyamid a mnoho dalších, s trvalou, rychlou a vysoce kvalitní úpravou. Díky krátkým přípravným časům a flexibilitě, kterou označovací laser nabízí, můžete hospodárně označovat i malé velikosti dávek.
Organické materiály
Organické materiály vyžadují speciální řešení, která jim zajistí trvalé značení s jasnými obrysy. Naši odborníci vyvíjejí laserové značkovací systémy, které dokonale splňují tento požadavek. Systémy, jejichž intenzitu lze řídit tak, aby se tvorba tepla udržela v požadovaných mezích.
Sklo a keramika
Materiály jako sklo a keramika kladou přísné požadavky na naše zákazníky a průmyslová odvětví, ve kterých působí. STYLECNC vyvinula technologii schopnou aplikovat na sklo vysoce kontrastní značení bez prasklin.
Různé procesy laserového značkovacího stroje
Značení žíháním
Žíhací značení je speciální typ laserového leptání kovů. Tepelný účinek laserového paprsku způsobuje oxidační proces pod povrchem materiálu, což má za následek změnu barvy na kovovém povrchu.
Při laserovém gravírování se povrch obrobku roztaví a odpaří laserem. Následně laserový paprsek materiál odstraní. Takto vytvořeným otiskem v ploše je rytina.
Odstranění
Během odstraňování laserový paprsek odstraňuje vrchní nátěry nanesené na substrát. Kontrast vzniká v důsledku různých barev vrchního nátěru a podkladu. Mezi běžné materiály, které se laserem označují úběrem materiálu, patří eloxovaný hliník, potažené kovy, fólie a fólie nebo lamináty.
pěnění
Během pěnění laserový paprsek taví materiál. Při tomto procesu vznikají v materiálu bublinky plynu, které světlo odrážejí difúzně. Označení tak bude světlejší než oblasti, které nebyly vyleptány. Tento typ laserového značení se používá především pro tmavé plasty.
Karbonizace
Karbonizace umožňuje výrazné kontrasty na světlých površích. Během procesu karbonizace laser zahřeje povrch materiálu (minimálně 100°C) a uvolňuje se kyslík, vodík nebo kombinace obou plynů. Co zbylo, je ztmavená oblast s vyšší koncentrací uhlíku.
Karbonizaci lze použít pro polymery nebo biopolymery, jako je dřevo nebo kůže. Protože karbonizace vždy vede k tmavým skvrnám, kontrast na tmavých materiálech bude spíše minimální.
Barevné gravírování je proces značení, který využívá vláknový laserový zdroj MOPA k označení barvy na kovovém povrchu, jako je nerezová ocel, titan atd. MOPA označuje konfiguraci sestávající z hlavního laseru (nebo zárodečného laseru) a optického zesilovače pro zvýšení výkonu. moc.
3D Označení
Jedno 3D laserový značkovací systém je prostřednictvím softwarového ovládání optické čočky rozšířeného paprsku ve směru optické osy vysokorychlostní vratný pohyb, dynamické nastavení ohniskové vzdálenosti laserového paprsku, díky čemuž je ohnisko na různých místech na povrchu obrobku udržováno jednotné, aby bylo dosaženo 3D povrch, přesnost povrchu laserového zpracování.
