Τι είναι μια μηχανή σήμανσης λέιζερ;
Σήμανση με λέιζερ είναι μια μέθοδος για την επισήμανση διαφόρων ειδών αντικειμένων με χρήση λέιζερ. Η αρχή της σήμανσης λέιζερ είναι ότι μια δέσμη λέιζερ τροποποιεί κατά κάποιο τρόπο την οπτική εμφάνιση μιας επιφάνειας που χτυπά. Αυτό μπορεί να συμβεί μέσω διαφόρων μηχανισμών:
1. Αφαίρεση υλικού (χαρακτική με λέιζερ). μερικές φορές αφαιρώντας κάποιο έγχρωμο επιφανειακό στρώμα.
2. Λιώσιμο ενός μετάλλου, τροποποιώντας έτσι τη δομή της επιφάνειας.
3. Ελαφρά καύση (ανθρακοποίηση) π.χ. χαρτιού, χαρτονιού, ξύλου ή πολυμερών.
4. Μετασχηματισμός (π.χ. λεύκανση) χρωστικών (βιομηχανικών πρόσθετων λέιζερ) σε πλαστικό υλικό.
5. Διαστολή πολυμερούς, εάν π.χ. εξατμιστεί κάποιο πρόσθετο.
6. Δημιουργία επιφανειακών δομών όπως μικρές φυσαλίδες.
Με σάρωση της δέσμης λέιζερ (π.χ. με 2 κινητούς καθρέφτες), είναι δυνατή η γρήγορη εγγραφή γραμμάτων, συμβόλων, γραμμωτών κωδίκων και άλλων γραφικών, χρησιμοποιώντας διανυσματική σάρωση ή σάρωση ράστερ. Μια άλλη μέθοδος είναι να χρησιμοποιήσετε μια μάσκα που απεικονίζεται στο τεμάχιο εργασίας (σήμανση προβολής, σήμανση μάσκας). Αυτή η μέθοδος είναι απλή και ταχύτερη (εφαρμόζεται ακόμη και με κινούμενα τεμάχια εργασίας) αλλά λιγότερο ευέλικτη από τη σάρωση.
"Σήμανση λέιζερ" σημαίνει σήμανση ή επισήμανση τεμαχίων και υλικών με δέσμη λέιζερ. Από αυτή την άποψη, διακρίνονται διαφορετικές διαδικασίες, όπως η χάραξη, η αφαίρεση, η χρώση, η ανόπτηση και ο αφρισμός. Ανάλογα με το υλικό και τις απαιτήσεις ποιότητας, κάθε μία από αυτές τις διαδικασίες έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Πώς λειτουργεί ένα μηχάνημα σήμανσης λέιζερ;
Βασικά στοιχεία τεχνολογίας λέιζερ
Όλα τα λέιζερ αποτελούνται από 3 συστατικά:
1. Μια εξωτερική πηγή αντλίας.
2. Το ενεργό μέσο λέιζερ.
3. Το αντηχείο.
Η πηγή της αντλίας οδηγεί την εξωτερική ενέργεια στο λέιζερ.
Το ενεργό μέσο λέιζερ βρίσκεται στο εσωτερικό του λέιζερ. Ανάλογα με το σχεδιασμό, το μέσο λέιζερ μπορεί να αποτελείται από ένα μείγμα αερίων (CO2 λέιζερ), από κρυστάλλινο σώμα (YAG laser) ή ίνες γυαλιού (fiber laser). Όταν η ενέργεια τροφοδοτείται στο μέσο λέιζερ μέσω της αντλίας, εκπέμπει ενέργεια με τη μορφή ακτινοβολίας.
Το ενεργό μέσο λέιζερ βρίσκεται ανάμεσα σε 2 κάτοπτρα, το «αντηχείο». Ένας από αυτούς τους καθρέφτες είναι ένας μονόδρομος καθρέφτης. Η ακτινοβολία του ενεργού μέσου λέιζερ ενισχύεται στον συντονιστή. Ταυτόχρονα, μόνο μια ορισμένη ακτινοβολία μπορεί να φύγει από τον συντονιστή μέσω του μονόδρομου καθρέφτη. Αυτή η συνδυασμένη ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία λέιζερ.
Πλεονεκτήματα της μηχανής σήμανσης λέιζερ
Σήμανση υψηλής ακρίβειας σε σταθερή ποιότητα
Χάρη στην υψηλή ακρίβεια της σήμανσης με λέιζερ, ακόμη και τα πολύ ευαίσθητα γραφικά, οι γραμματοσειρές 1 σημείου και οι πολύ μικρές γεωμετρίες θα είναι ευανάγνωστα. Ταυτόχρονα, η σήμανση με το λέιζερ εξασφαλίζει σταθερά αποτελέσματα υψηλής ποιότητας.
Υψηλή ταχύτητα σήμανσης
Η σήμανση με λέιζερ είναι μια από τις ταχύτερες διαδικασίες σήμανσης που διατίθενται στην αγορά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα υψηλή παραγωγικότητα και οικονομικά οφέλη κατά την κατασκευή. Ανάλογα με τη δομή και το μέγεθος του υλικού, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές πηγές λέιζερ (π.χ. λέιζερ οπτικών ινών) ή μηχανές λέιζερ (π.χ. λέιζερ galvo) για την περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας.
Ανθεκτική σήμανση
Η χάραξη με λέιζερ είναι μόνιμη και ταυτόχρονα ανθεκτική στην τριβή, τη θερμότητα και τα οξέα. Ανάλογα με τις ρυθμίσεις παραμέτρων λέιζερ, ορισμένα υλικά μπορούν επίσης να επισημανθούν χωρίς να καταστρέψουν την επιφάνεια.
Εφαρμογές Laser Marking Machine
Η μηχανή σήμανσης λέιζερ έχει μια τεράστια ποικιλία εφαρμογών:
1. Προσθήκη αριθμών ανταλλακτικών, ημερομηνιών «χρήσης έως» και παρόμοια σε συσκευασίες τροφίμων, μπουκάλια κ.λπ.
2. Προσθήκη ανιχνεύσιμων πληροφοριών για ποιοτικό έλεγχο.
3. Σήμανση πλακών τυπωμένου κυκλώματος (PCB), ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και καλωδίων.
4. Εκτύπωση λογότυπων, γραμμικών κωδικών και άλλων πληροφοριών για προϊόντα.
Σε σύγκριση με άλλες τεχνολογίες σήμανσης όπως η εκτύπωση με έγχυση μελάνης και η μηχανική σήμανση, η σήμανση με λέιζερ έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως πολύ υψηλές ταχύτητες επεξεργασίας, χαμηλό κόστος λειτουργίας (χωρίς χρήση αναλώσιμων), σταθερή υψηλή ποιότητα και ανθεκτικότητα των αποτελεσμάτων, αποφυγή μολύνσεων, δυνατότητα εγγραφής πολύ μικρών χαρακτηριστικών και πολύ υψηλή ευελιξία στον αυτοματισμό.
Πλαστικά υλικά, ξύλο, χαρτόνι, χαρτί, δέρμα και ακρυλικό συχνά επισημαίνονται με σχετικά χαμηλή ισχύ CO2 λέιζερ. Για μεταλλικές επιφάνειες, αυτά τα λέιζερ είναι λιγότερο κατάλληλα λόγω της μικρής απορρόφησης στα μεγάλα μήκη κύματός τους (περίπου 10 μm). Τα μήκη κύματος λέιζερ, π.χ. στην περιοχή του 1 μm, όπως μπορούν να ληφθούν, π.χ. με λέιζερ Nd:YAG που αντλούνται από λάμπα ή δίοδο (συνήθως με μεταγωγή Q) ή με λέιζερ ινών, είναι πιο κατάλληλα. Οι τυπικές δυνάμεις λέιζερ που χρησιμοποιούνται για τη σήμανση είναι της τάξης των 10 έως 100 W. Τα μικρότερα μήκη κύματος όπως τα 532 nm, όπως αυτά που λαμβάνονται με τον διπλασιασμό της συχνότητας των λέιζερ YAG, μπορεί να είναι πλεονεκτήματα, αλλά τέτοιες πηγές δεν είναι πάντα οικονομικά ανταγωνιστικές. Για τη σήμανση μετάλλων όπως ο χρυσός, που έχει πολύ χαμηλή απορρόφηση στη φασματική περιοχή του 1 μm, τα μικρά μήκη κύματος λέιζερ είναι απαραίτητα.
Μέταλλα
Ανοξείδωτο ατσάλι, αλουμίνιο, χρυσός, ασήμι, τιτάνιο, μπρούτζος, πλατίνα ή χαλκός
Το λέιζερ λειτουργεί καλά εδώ και πολλά χρόνια, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για χάραξη με λέιζερ και μέταλλα σήμανσης με λέιζερ. Όχι μόνο τα μαλακά μέταλλα, όπως το αλουμίνιο, αλλά ο χάλυβας ή τα πολύ σκληρά κράματα μπορούν επίσης να επισημανθούν με ακρίβεια, ευανάγνωστα και γρήγορα χρησιμοποιώντας λέιζερ. Με ορισμένα μέταλλα, όπως τα κράματα χάλυβα, είναι ακόμη δυνατή η εφαρμογή σημάνσεων ανθεκτικών στη διάβρωση χωρίς να καταστραφεί η δομή της επιφάνειας χρησιμοποιώντας σήμανση ανόπτησης. Τα προϊόντα από μέταλλο επισημαίνονται με λέιζερ σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών.
Πλαστικά είδη
Πολυανθρακικό (PC), Πολυαμίδιο (PA), Πολυαιθυλένιο (PE), Πολυπροπυλένιο (PP), Συμπολυμερές ακρυλονιτριλίου βουταδιενίου στυρενίου (ABS), Πολυιμίδιο (PI), Πολυστυρένιο (PS), Μετακρυλικό πολυμεθυλεστέρα (PMMA), Πολυεστέρας (PES)
Τα πλαστικά μπορούν να επισημανθούν ή να χαραχτούν με λέιζερ με διάφορους τρόπους. Με ένα λέιζερ ινών, μπορείτε να επισημάνετε πολλά διαφορετικά πλαστικά που χρησιμοποιούνται στο εμπόριο, όπως πολυανθρακικό, ABS, πολυαμίδιο και πολλά άλλα με μόνιμο, γρήγορο, υψηλής ποιότητας φινίρισμα. Χάρη στους χαμηλούς χρόνους ρύθμισης και την ευελιξία που προσφέρει ένα λέιζερ σήμανσης, μπορείτε να επισημάνετε οικονομικά ακόμη και μικρά μεγέθη παρτίδων.
Οργανικά υλικά
Τα οργανικά υλικά απαιτούν ειδικές λύσεις για να τους παρέχουν μόνιμες σημάνσεις με καθαρά περιγράμματα. Οι ειδικοί μας αναπτύσσουν συστήματα σήμανσης λέιζερ που καλύπτουν τέλεια αυτήν την απαίτηση. Συστήματα των οποίων η ένταση μπορεί να ελεγχθεί έτσι ώστε να διατηρείται η παραγωγή θερμότητας εντός των επιθυμητών ορίων.
Γυαλί και Κεραμικά
Υλικά όπως το γυαλί και τα κεραμικά θέτουν αυστηρές απαιτήσεις στους πελάτες μας και στις βιομηχανίες στις οποίες δραστηριοποιούνται. STYLECNC έχει αναπτύξει μια τεχνολογία ικανή να εφαρμόζει σημάνσεις υψηλής αντίθεσης, χωρίς ρωγμές στο γυαλί.
Διαφορετικές διαδικασίες της μηχανής σήμανσης λέιζερ
Σήμανση ανόπτησης
Η σήμανση ανόπτησης είναι ένας ειδικός τύπος χάραξης με λέιζερ για μέταλλα. Η θερμική επίδραση της δέσμης λέιζερ προκαλεί μια διαδικασία οξείδωσης κάτω από την επιφάνεια του υλικού, με αποτέλεσμα μια αλλαγή χρώματος στη μεταλλική επιφάνεια.
Κατά τη χάραξη με λέιζερ, η επιφάνεια του τεμαχίου επεξεργασίας τήκεται και εξατμίζεται με το λέιζερ. Κατά συνέπεια, η δέσμη λέιζερ αφαιρεί το υλικό. Η έτσι παραγόμενη εντύπωση στην επιφάνεια είναι η γκραβούρα.
Αφαίρεση
Κατά την αφαίρεση, η ακτίνα λέιζερ αφαιρεί τα επάνω στρώματα που εφαρμόζονται στο υπόστρωμα. Μια αντίθεση δημιουργείται ως αποτέλεσμα των διαφορετικών χρωμάτων του top coat και του υποστρώματος. Τα κοινά υλικά που επισημαίνονται με λέιζερ μέσω αφαίρεσης υλικού περιλαμβάνουν ανοδιωμένο αλουμίνιο, επικαλυμμένα μέταλλα, φύλλα και μεμβράνες ή ελάσματα.
Αφρός
Κατά τον αφρισμό, η δέσμη λέιζερ λιώνει ένα υλικό. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, παράγονται φυσαλίδες αερίου στο υλικό, οι οποίες αντανακλούν το φως διάχυτα. Η σήμανση θα είναι έτσι πιο ανοιχτή από τις περιοχές που δεν έχουν χαραχθεί. Αυτός ο τύπος σήμανσης λέιζερ χρησιμοποιείται κυρίως για σκούρα πλαστικά.
Ανθρακοποίηση
Η ενανθράκωση επιτρέπει έντονες αντιθέσεις σε φωτεινές επιφάνειες. Κατά τη διαδικασία της ενανθράκωσης το λέιζερ θερμαίνει την επιφάνεια του υλικού (τουλάχιστον 100° C) και εκπέμπεται οξυγόνο, υδρογόνο ή συνδυασμός και των δύο αερίων. Αυτό που απομένει είναι μια σκοτεινή περιοχή με υψηλότερη συγκέντρωση άνθρακα.
Η ενανθράκωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πολυμερή ή βιοπολυμερή όπως το ξύλο ή το δέρμα. Δεδομένου ότι η ενανθράκωση οδηγεί πάντα σε σκούρα σημάδια, η αντίθεση στα σκούρα υλικά θα είναι μάλλον ελάχιστη.
Η έγχρωμη χάραξη είναι μια διαδικασία σήμανσης που χρησιμοποιεί πηγή λέιζερ ινών MOPA για τη σήμανση χρώματος σε μεταλλική επιφάνεια όπως ανοξείδωτο ατσάλι, τιτάνιο κ.λπ. Το MOPA αναφέρεται σε μια διαμόρφωση που αποτελείται από ένα κύριο λέιζερ (ή λέιζερ σποράς) και έναν οπτικό ενισχυτή για την ενίσχυση της ισχύος εξόδου.
3D βαθμολόγηση
The 3D σύστημα σήμανσης λέιζερ είναι μέσω ελέγχου λογισμικού οπτικού φακού διευρυμένης δέσμης στην κατεύθυνση του οπτικού άξονα, παλινδρομική κίνηση υψηλής ταχύτητας, δυναμική ρύθμιση της εστιακής απόστασης της δέσμης λέιζερ, κάνοντας το εστιακό σημείο σε διαφορετικές θέσεις στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας να διατηρείται ομοιόμορφο, έτσι ώστε να 3D επιφάνεια, μια επιφανειακή ακρίβεια επεξεργασίας λέιζερ.
