22 Apr レーザマーキングとは何ですか？
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レーザー彫刻とマーキングのガイド
レーザー彫刻とレーザーマーキング は、さまざまな素材に永久的なマークを作成するための一般的な方法です。 金属や木材からプラスチックやガラスに至るまであらゆるものに使用でき、後処理にも耐えられるため、優れたトレーサビリティと寿命を実現します。 卓越した速度と高コントラストにより、レーザー技術はあらゆる業界の切断やマーキングの需要に優れています。
レーザーマーキングとレーザー彫刻は同じ意味で使用されますが、材料の彫刻と表面マーキングの両方を行う方法があります。 レーザーマーキングの世界では考慮すべきことがたくさんあるので、彫刻と表面マーキングについて知っておく必要のあるすべてを調べます。 これらのプロセスの用途、使用する材料、レーザー彫刻のしくみ、およびこれらの方法がレーザーエッチングやドットピーンマーキングなどの同様の手法とどのように異なるかについて説明します。
彫刻とは何ですか？
レーザー彫刻は、レーザーと高熱による材料のアブレーション、つまり除去を中心にしています。 レーザーは材料の表面に熱を集中させ、望ましいパターンで深い隙間を切ります。 その結果、傷みや表面処理を行った後でも読み取り可能な高コントラストの永久的な彫刻ができます。
レーザー彫刻は、 幅広い素材 長持ちするカットを実現します。 これは、厳しい条件下であっても、識別情報を今後何年にもわたって維持する必要があるアプリケーションに最適です。 たとえば、何年も過酷な化学物質、湿気、汚れにさらされた後でも、産業用機器に取り付けられたレーザー彫刻されたデータ プレートを読み取ることができます。 このプロセスによる高いコントラストのおかげで、バーコード スキャナでも読み取ることができます。
レーザ彫刻機とは何ですか？
ご想像のとおり、 レーザー彫刻機 レーザー彫刻の加工を行います。 多くの機械で彫刻、エッチング、マークを付けることができます。
仕組みは次のとおりです。
- 入力： オペレーターは、バーコードやロゴなどの画像を機械の制御システムに送り、パターンに従って材料の上を移動するように指示します。
- 切断： レーザーは、材料を昇華させるのに十分な熱を生成します。つまり、レーザーと接触する場所で、材料が固体から気体に直接変化します。 これが起こると、深い隙間が残されます。 この隙間とその中の粗い表面は光を取り込むのに優れているため、カットは一枚の紙のテキストのように暗くて読みやすく見えます。
- 処理： 切断プロセスが完了した後、部品はショットブラストや熱処理などのさらなる処理に進むことができます。 他のいくつかの切断方法とは異なり、レーザー彫刻は、材料が変更されただけでなく除去されるため、処理後も読み取り可能です。
レーザーエッチングとレーザー彫刻
レーザー彫刻とレーザーエッチングが同じ意味で使用されているのが聞こえるかもしれません。 類似していますが、これらはXNUMXつの異なる方法です。 主な違いは、カットの深さにあります。 エッチングは浅く、素材の形状は変わりません。 エッチングもレーザーを使用しますが、表面の材料を溶かすだけなので、膨張してざらざらした質感になります。 また、反射率に影響を与え、コントラストを高めます。
彫刻とエッチングを一緒に使用して、コントラストを高めることができます。 たとえば、ベアメタルが特に暗い場合、読みやすさに必要なコントラストを提供するのに十分な暗さではない可能性があります。 エッチングにより、刻印されていない部分に明るいマーキングを追加して、コントラストを高めることができます。
表面マーキングとは何ですか？
もうXNUMXつの永続的なマーキングソリューションは、表面マーキングです。 この方法では、表面は切り取られませんが、材料に応じて他の方法でマークが付けられます。 全体の形状はそのままです。 表面マーキング方法は次のとおりです。
- アニーリング： 焼きなましは金属で使用され、に依存しています 酸化。 レーザーからの熱により、金属の表面下にある分子が酸化または電子を獲得します。 その結果、テクスチャを変更したり、マテリアルを削除したりすることなく、表面の色が変化します。
- 染色： 染色では、レーザーを使用して、プラスチックの焦げなど、ある種の化学反応を引き起こします。 プラスチックが加熱されたときに形成される煤は、暗いマークを作ります。
- 発泡： 発泡は、レーザーの熱を介して、材料、つまり暗いプラスチック上に気泡を生成します。 気泡が表面の反射率を変化させ、表面を明るく見せます。
- 炭化： 最後に、炭化があります。 材料が加熱されると、水素や酸素などのガスが放出され、暗く見える炭素濃度の高い空間が残ります。 この方法は、一般的に、木材、ポリマー、皮革などの明るい色の素材に使用されます。
表面マーキングは、滑らかな表面を維持しながら恒久的なマーキングを追加する優れた方法です。 彫刻と同様に、この方法はバーコードやラベルなどの識別目的でよく使用されます。 典型的な用途には、工業用および医療用デバイスが含まれ、アニーリングにより、チタンやチタンなどの業界で一般的な金属に優れた外観を提供します。 ステンレス鋼. また、過度の材料除去によるコンポーネントの損傷のリスクも少なくなります。 レーザーマーキングは、ロゴやパターンなどの装飾用途でも人気があります。
レーザー彫刻アプリケーション
レーザー彫刻およびマーキングマシンは、信頼性が高く、長持ちする結果と柔軟な設計機能のおかげで、頑丈で繊細なアプリケーションでも同様に使用されます。 これらの手法の一般的な使用法は次のとおりです。
医療機器および消耗品
多くの医療機器は 食品医薬品局（FDA）の要件 一意のデバイス識別子（UDI）の場合。 UDIには、製造元、シリアル番号、ロット番号またはバッチ番号などの要素に関する情報が含まれています。 UDIは、製品の存続期間中、読み取り可能な状態を維持する必要があります。これにより、欠陥やリコールなど、配布後に発生する問題を適切に処理できます。
レーザー彫刻またはマーキングは、頻繁に使用したり、クリーニング用品にさらしたりした後でも、時間の経過とともに摩耗しないため、多くのUDIに最適です。 便器や車椅子から画像機器、人工内耳、輸液ポンプに至るまで、レーザー彫刻の影響に気付くでしょう。 医療機器コンプライアンスについて 重要です。
航空宇宙コンポーネント
航空宇宙産業も同様の要件に直面しています 連邦航空局（FAA）から。 多くのコンポーネントには、製造元の名前、部品番号、適切な証明書などの情報をマークする必要があります。 ここでもトレーサビリティが不可欠ですが、航空宇宙産業でも、耐火材料に作用し、組み立てに役立つため、レーザー彫刻とマーキングを使用する傾向があります。
FAAのラベル付け要件は耐火性を要求し、耐火性の金属に情報を刻印することでうまくいきます。 ヘルスケアと同様に、部品の情報は、リコールまたは通知中のトレーサビリティに使用でき、組み立ておよび位置決め中に部品を識別するのに役立ちます。
その他の産業
また、製造プロセスとカスタマイズで使用されるレーザー彫刻、エッチング、マーキングもあります。
- 自動車部品： トレーサビリティは 自動車産業に不可欠、 それも。 一般の人々の安全を確保するために、リコールやさまざまな保証プロセス中に部品を簡単に特定する必要があります。 彼らはまた、高熱と要素に耐える必要があります。
- 産業用アプリケーション： 産業用レーザー印刷は、化学物質、汚れ、湿気、振動への暴露など、産業環境の厳しい環境条件に耐えるマーキングを作成します。
- エレクトロニクス： 多くの電子機器は、恒久的な看板にレーザー彫刻、エッチング、またはマーキングを使用しています。 シリアル番号、ロゴ、認証はすべて優れた候補です。
- 軍隊と防衛： 軍隊と 防衛製品にはラベルが必要 これは、環境が予測できない脅威を投げかけたとしても、明確で読みやすい状態を保ちます。
- オイルとガス： 高いトレーサビリティと耐久性により、レーザー彫刻とマーキングは石油およびガス産業に最適です。
- 消費財： 多くの消費財は、レーザー彫刻、エッチング、マーキングを使用して、電話やラップトップからブレンダーやランプまで、さまざまなアイテムに魅力的でありながら耐久性のあるマークを追加しています。 これは、永続的なバーコードとスキャン可能な画像をパッケージに追加するための優れた方法でもあります。
- ジュエリーと賞： レーザーマーキングとエッチングは、トロフィー、プラーク、ジュエリー製品にカスタマイズ可能なマーキングを追加することもできます。
レーザー彫刻できる材料は何ですか？
レーザー彫刻とマーキングが非常に人気がある理由のXNUMXつは、さまざまな素材に使用できるためです。 金属は一般的ですが、プラスチック、ガラス、木などを彫刻してマークすることもできます。
レーザー彫刻可能な材料のいくつかの例を次に示します。
- 金属： 鋼を含むほとんどすべての金属を彫刻することができます、 アルミニウム、鉄、銀、金。 彫刻は後処理に耐えるため、切断後の金属の用途や外観を幅広く処理できます。 一部の金属は気化のためにより高い温度を必要とするため、レーザーマシンを選択する際には金属を考慮する必要があります。 たとえば、チタンは切断が難しいことで有名です 摂氏3,260度の気化点、銀は摂氏わずか1,950度で簡単です。
- プラスチック： アクリルやポリオキシエチレン（POM）などのプラスチックは、さまざまな色と物理的特性のおかげで、さまざまな彫刻可能でマーキング可能な製品に使用されています。
- 合板と中密度繊維板（MDF）： これらの木製品は、自然で明るい色の外観を提供し、彫刻やマーキングによく反応します。
- ガラス： 多くの種類の ガラスに彫刻ができる 製品のパッケージや販促資料に最適な素晴らしい効果を得るためにエッチングされています。
- レザー： 革は丈夫で、機械的な彫刻方法に常にうまく反応するとは限りませんが、レーザーが素早く革を切り裂きます。
- 石： 石にレーザーマーキングツールを使用することもできます。これは、通路のタイルにロゴを彫るなどの屋外プロジェクトに使用される場合があります。
レーザー加工機の種類
選択できるレーザーマーキングマシンにはいくつかの種類があり、それぞれがさまざまな方法で機能し、特定の材料やタスクに最適です。 それらは主に 彼らがどのように電子を励起するか レーザーで切断に必要な高エネルギーを与えます。 レーザーマシンは、ガスや固体など、さまざまな材料を使用してこれを行うことができます。 固体材料を使用するレーザーは、固体レーザーと呼ばれます。
ファイバレーザマーカ
ファイバーレーザーマーカー ガラス繊維を使用して電気を伝導する固体レーザーです。 光は最初に レーザーダイオード 光ファイバーケーブルを通って移動します。 ケーブルには、光を変える特別なコンポーネントが装備されています。 終えた いくつかの複雑なプロセス 希土類元素にさらされると、光は特定の波長とより高いエネルギーレベルに到達します。 次に、レンズは、切断用途に合うようにビームの形状を変更します。
それらはより高価になる可能性がありますが、ファイバーレーザーは非常に強力であり、非常に小さなビームを生成して非常に正確にすることができます。 それらはほとんどすべての材料でうまく機能し、長い寿命で実質的にメンテナンスフリーです。
詳細については、に関する記事をご覧ください。 ファイバーレーザーとその機能。
CO2レーザマーカ
このタイプのレーザーは、ガスを使用して電気を伝達し、レーザーにエネルギーを与えます。 放出された光は、二酸化炭素（CO2）を含むガス混合物、および窒素、ヘリウム、水素などのガスで満たされたガラス管を通って移動します。 チューブの両側にはミラーがあり、XNUMXつは完全に反射し、もうXNUMXつは部分的に反射します。 光がミラー間で跳ね返ると、強度が増し、十分に明るくなったときにのみ部分反射ミラーを通過します。 次に、切断面に焦点を合わせます。
CO2レーザー 非常に強力で、さまざまな材料を切断できますが、木材、プラスチック、皮革などの非金属で非常にうまく機能します。 一部の食品加工アプリケーションでも使用できます。 チューブやミラーシステムに問題があると、マシンが使用できなくなる可能性があるため、メンテナンス要件はファイバーレーザーよりも重くなります。
クリスタルレーザー
これらのレーザーは、固体媒体としての特定の結晶のおかげで非常に高い切断力を提供します。 これらの結晶、すなわちガーネットとバナジン酸塩は、ビームに特定の特性を与えるのに役立つさまざまなイオンで「ドープ」されています。 XNUMXつの一般的なオプションは次のとおりです。
- Nd：YAG： ネオジムをドープしたイットリウムアルミニウムガーネット
- Nd：YVO： ネオジムをドープしたオルトバナジン酸イットリウム
これらの結晶は用途が広く、レーザーが非常に高いエネルギーと性能に到達することを可能にします。 例えば、 バナジン酸塩レーザー ファイバーレーザーよりも優れたビーム品質、焦点深度、ピークパワーを実現できます。
結晶はまた、異なる波長のレーザーを作成することを可能にします。 一部の材料は、通常の赤外線範囲よりも、緑、青、または紫外線の波長によく反応します。 緑色のレーザーたとえば、金や銀などの貴金属、電気部品、プリント回路基板、その他の敏感な電子機器に一般的に使用されています。
レーザーマーカーとドットピーニング
永久マーキングの別の方法として、ドットピーニングに出会ったことがあるかもしれません。 ドットピーニングは、ピンスタンピングまたはピンマーキングとも呼ばれ、小さくて硬いピンを使用して材料表面にくぼみを作成します。 これらの小さな穴により表面が粗くなり、反射率が変化します。 その間 ドットピーニングマシン レーザーよりも安価ですが、レーザー マーカーははるかに優れた結果を提供します。
ドットピーニングよりもレーザーマーキングを選択する理由のいくつかを次に示します。
- マークの品質： ドットピーニングはコントラストが低く、読みにくい場合があります。 バーコードスキャナーは、ドットピーニングされたバーコードを読み取るために特定の照明条件を必要とする場合があります。 レーザーマーキングは、スクラップ率が低く、より一貫性のある詳細なマーキングを提供します。
- メンテナンス： ドットピーン装置とは異なり、レーザーは機械と表面の接触を必要としません。 機械的な傷みはほとんどなく、ドットピーンピンなどの定期的な交換が必要な部品もありません。
- その２：シャフトスピード（回転数）： レーザーはドットピーンマシンよりも高速で、より厳しいサイクルタイムに対応します。
- マーキングオプション： コントラストが低いため、ドットピーンマーキングは1Dバーコードなどの一部のマークには適していません。 ほとんどのドットピーンマーキングは、追加の表面処理によっても破壊されますが、レーザー処理は判読可能です。
- 材料： 構成のオプションが増えると、レーザーマーキングはより幅広い材料に対応できます。
ドットピーンマーカーは、それほど要求の厳しいアプリケーションには適していますが、製品によって異なります。 ほとんどの場合、レーザーマーカーがより良い選択です。
Telesisのレーザーマーキングマシン
シンプルなバーコードから数十年使用できる工業用データ プレートまで、レーザー マーキングの可能性は無限です。 生産とコンプライアンスを守るためには、信頼性の高い機器を使用して作業することが不可欠です。 Telesis では、プロジェクトのニーズを満たすために、さまざまなスタイルや構成の高品質で堅牢なレーザー マーカーを設計しています。 当社は、カスタマイズを含むレーザー彫刻とマーキングのすべてをワンストップで提供します。 ソフトウェア そしてサポートします。 弊社のレーザー マーキング システムについて詳しくは、弊社のレーザー マーキング システムをダウンロードしてください。 テレシスガイド.
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