Руководство по лазерной гравировке и маркировке

Что такое лазерная маркировка?

Руководство по лазерной гравировке и маркировке

Лазерная гравировка и лазерная маркировка являются популярными методами создания постоянных меток на различных материалах. Вы можете использовать их на всем, от металла и дерева до пластика и стекла, и они выдерживают постобработку для превосходной отслеживаемости и долговечности. Исключительная скорость и высокая контрастность делают лазерную технологию идеальной для резки и маркировки в различных отраслях промышленности.

Хотя лазерная маркировка и лазерная гравировка взаимозаменяемы, существуют способы как гравировать материалы, так и маркировать их поверхность. В мире лазерной маркировки есть о чем подумать, поэтому мы рассмотрим все, что вам нужно знать о гравировке и маркировке поверхностей. Мы обсудим, для чего можно использовать эти процессы, с какими материалами они работают, как работает лазерная гравировка и чем эти методы отличаются от аналогичных методов, таких как лазерная гравировка и точечная гравировка.

Что такое гравировка?

Лазерная гравировка основана на абляции материала, т.е. удалении, с помощью лазера и высокой температуры. Лазер фокусирует тепло на поверхности материала и вырезает глубокие щели по нужному рисунку. В результате получается высококонтрастная постоянная резьба, которая остается читаемой даже после износа или обработки поверхности.

Лазерная гравировка работает с широким спектром материалов и создает долговечный разрез. Он идеально подходит для приложений, где идентификационная информация должна оставаться на месте в течение многих лет, даже в сложных условиях. Например, после многих лет воздействия агрессивных химикатов, влаги и грязи вы все равно сможете прочитать выгравированную лазером табличку с техническими данными, прикрепленную к промышленному оборудованию. Сканер штрих-кода также сможет его прочитать благодаря высокому контрасту, полученному в результате этого процесса.

Что такое лазерный гравировальный станок?

Как вы уже догадались, лазерный гравировальный станок выполняет процесс лазерной гравировки. Многие машины могут гравировать, травить и маркировать.

Вот как они работают:

  1. Входной сигнал: Оператор вводит изображение, такое как штрих-код или логотип, в систему управления машиной, которая сообщает ей перемещаться по материалу в соответствии с шаблоном.
  2. Резка: Лазер создает достаточно тепла для сублимации материала, что означает, что он сразу превращается из твердого состояния в газ при контакте с лазером. Когда это происходит, остается глубокая расщелина. Эта щель и шероховатая поверхность внутри нее отлично улавливают свет, поэтому разрезы кажутся более темными и разборчивыми, как текст на листе бумаги.
  3. Обработка: После завершения процесса резки деталь можно приступить к дальнейшей обработке, такой как дробеструйная обработка или термообработка. В отличие от некоторых других методов резки, лазерная гравировка остается читаемой после обработки, потому что материал удаляется, а не просто изменяется.

Лазерное травление и лазерная гравировка

Вы можете услышать, что лазерная гравировка и лазерное травление взаимозаменяемы. Несмотря на то, что они похожи, это два разных метода. Основное различие заключается в том, насколько глубокими являются разрезы. Травление более мелкое и не меняет форму материала. Хотя при травлении также используется лазер, он только расплавляет материал на поверхности, что заставляет его расширяться и приобретать более грубую текстуру. Это также влияет на его отражательную способность и увеличивает контрастность.

Гравировка и травление могут использоваться вместе для дополнительного контраста. Например, если голый металл особенно темный, гравировка может быть недостаточно темной, чтобы обеспечить контраст, необходимый для удобочитаемости. Травление может добавить более светлые метки к негравированной части для увеличения контраста.

Что такое маркировка поверхности?

Еще одним решением для постоянной маркировки является поверхностная маркировка. В этом методе поверхность не срезается, а маркируется другим способом, в зависимости от материала. Общая форма остается неизменной. К методам маркировки поверхности относятся:

  • Отжиг: Отжиг используется с металлами и зависит от окисление. Тепло от лазера заставляет молекулы под поверхностью металла окисляться или приобретать электроны. Результатом является изменение цвета поверхности без изменения текстуры или удаления материала.
  • Окрашивание: Окрашивание использует лазер для создания какой-то химической реакции, такой как обугливание пластика. Копоть, образующаяся при нагревании пластика, оставляет темный след.
  • Вспенивание: Вспенивание создает пузырьки газа на материале, а именно на темном пластике, за счет тепла лазера. Пузырьки газа изменяют отражательную способность поверхности, делая ее светлее.
  • Карбонизация: И, наконец, карбонизация. Когда материал нагревается, газы, такие как водород и кислород, высвобождаются, оставляя после себя пространство с более высокой концентрацией углерода, которое кажется темным. Этот метод обычно используется на светлых материалах, таких как дерево, полимеры и кожа.

Маркировка поверхности — отличный способ добавить постоянную маркировку, сохраняя при этом гладкую поверхность. Как и гравировка, этот метод часто используется для целей идентификации, таких как штрих-коды и этикетки. Типичные области применения включают промышленные и медицинские устройства, а отжиг обеспечивает превосходный внешний вид металлов, распространенных в промышленности, таких как титан и нержавеющая сталь. Это также представляет меньший риск повреждения компонентов из-за чрезмерного удаления материала. Лазерная маркировка также популярна в декоративных приложениях, таких как логотипы и узоры.

Применение лазерной гравировки

Станки для лазерной гравировки и маркировки используются как в сложных, так и в деликатных условиях благодаря надежным, долговечным результатам и гибким возможностям конструкции. Вот несколько распространенных вариантов использования этих методов.

Медицинские приборы и расходные материалы

Многие медицинские устройства подпадают под Требования Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) для уникальных идентификаторов устройств (UDI). UDI содержат информацию о таких элементах, как производитель, серийный номер и номер партии или партии. UDI должен оставаться доступным для чтения в течение всего срока службы продукта, чтобы любые проблемы, возникающие после распространения, такие как дефекты и отзывы, могли быть обработаны соответствующим образом.

Лазерная гравировка или маркировка отлично подходят для многих UDI, потому что они не стираются со временем, даже после интенсивного использования и воздействия чистящих средств. От подкладных судов и инвалидных колясок до оборудования для визуализации, кохлеарных имплантов и инфузионных насосов — вы обнаружите, что воздействие лазерной гравировки о соответствии медицинских изделий является значительным.

Компоненты для авиакосмической промышленности

 аналогичные требования предъявляются к аэрокосмической отрасли от Федерального авиационного управления (FAA). Многие компоненты должны быть помечены такой информацией, как имя производителя, номер детали и соответствующие сертификаты. Здесь также важна отслеживаемость, но аэрокосмическая промышленность также склонна использовать лазерную гравировку и маркировку, поскольку они работают с огнеупорными материалами и помогают при сборке.

Требования FAA к маркировке требуют огнестойкости, и гравировка информации на огнеупорном металле делает свое дело. Как и в случае со здравоохранением, информацию о детали можно использовать для отслеживания во время отзывов или уведомлений, а также для идентификации деталей во время сборки и размещения.

Другие отрасли

Вы также найдете лазерную гравировку, травление и маркировку, используемые в производственных процессах и настройке для:

  • Автомобильные компоненты: Прослеживаемость жизненно важное значение для автомобильной промышленности, слишком. Детали должны быть легко идентифицированы во время отзывов и различных гарантийных процессов, чтобы обеспечить безопасность для населения в целом. Они также должны выдерживать высокие температуры и элементы.
  • Промышленное применение: Промышленная лазерная печать создает маркировку, которая выдерживает сложные условия окружающей среды в промышленных условиях, такие как воздействие химикатов, грязи, влаги и вибраций.
  • Электроника: Многие электронные устройства используют лазерную гравировку, травление или маркировку для постоянных вывесок. Серийные номера, логотипы и сертификаты — все это отличные кандидаты.
  • Военные и оборона: Военные и оборонная продукция нуждается в маркировке это остается ясным и читаемым, независимо от того, какие непредсказуемые угрозы может создать для них окружающая среда.
  • Нефти и газа: Высокая прослеживаемость и долговечность снова делают лазерную гравировку и маркировку подходящими для нефтегазовой промышленности.
  • Потребительские товары: Многие потребительские товары также используют лазерную гравировку, травление и маркировку, чтобы нанести привлекательную, но прочную маркировку на различные предметы, от телефонов и ноутбуков до блендеров и ламп. Это также может быть отличным способом добавления постоянных штрих-кодов и сканируемых изображений на упаковку.
  • Украшения и награды: Лазерная маркировка и травление также могут добавлять персонализированную маркировку на трофеи, таблички и ювелирные изделия.

Какие материалы можно гравировать лазером?

Одна из причин популярности лазерной гравировки и маркировки заключается в том, что вы можете использовать их на самых разных материалах. Металлы распространены, но вы также можете гравировать и маркировать такие предметы, как пластик, стекло и дерево.

Вот несколько примеров материалов для лазерной гравировки:

  • Металлы: Гравировка возможна практически на любом металле, в том числе на стали. алюминий, железо, серебро и золото. Поскольку гравировка выдерживает постобработку, вы можете обрабатывать металлы для самых разных целей и внешнего вида после резки. Для испарения некоторых металлов требуются более высокие температуры, поэтому при выборе лазерного станка следует учитывать свой металл. Например, титан, как известно, тяжело режется. точка испарения 3,260 градусов по Цельсию, в то время как серебро легче всего при 1,950 градусах Цельсия.
  • пластмассы: Пластмассы, такие как акрил и полиоксиэтилен (ПОМ), используются в самых разных продуктах, поддающихся гравировке и маркировке, благодаря разнообразным цветам и физическим характеристикам.
  • Фанера и ДВП средней плотности (МДФ): Эти изделия из дерева имеют естественный, светлый вид и хорошо поддаются гравировке и маркировке.
  • Стакан: Многие типы стекла можно гравировать и травить для получения потрясающих эффектов, которые отлично подходят для упаковки продуктов и рекламных материалов.
  • Кожа: Кожа жесткая и не всегда хорошо поддается механической гравировке, но лазеры ее быстро прорезают.
  • Камень: Вы даже можете использовать инструменты для лазерной маркировки на камне, которые можно использовать для проектов на открытом воздухе, таких как вырезание логотипа на плитке для дорожек.

Типы лазерных станков

На выбор предлагается несколько типов станков для лазерной маркировки, каждый из которых работает по-своему и лучше всего подходит для конкретных материалов и задач. Они в первую очередь отличаются как они возбуждают электроны в лазере, чтобы дать ему высокую энергию, необходимую для резки. Лазерные машины могут использовать для этого различные материалы, в том числе газы и твердые тела. Лазеры, в которых используются твердые материалы, называются твердотельными лазерами.

Волоконные лазерные граверы

Волоконные лазерные маркеры твердотельные лазеры, использующие стеклянные волокна для проведения электричества. Сначала свет исходит из лазерный диод и перемещается по оптоволоконному кабелю. Кабель оснащен специальными компонентами, изменяющими свет. Через несколько сложных процессов и воздействие редкоземельных элементов, свет достигает определенных длин волн и более высоких уровней энергии. Затем линзы изменяют форму луча в соответствии с задачей резки.

Хотя они могут быть более дорогими, волоконные лазеры очень мощные и могут создавать очень маленькие лучи для дополнительной точности. Они хорошо работают практически с любым материалом и практически не требуют обслуживания с длительным сроком службы.

CO2 лазерные граверы

Этот тип лазера использует газы для передачи электричества и питания лазера. Излучаемый свет проходит через стеклянные трубки, заполненные газовой смесью, включающей двуокись углерода (CO2), а также такие газы, как азот, гелий и водород. По обеим сторонам трубы находятся зеркала, одно полностью отражающее, а другое частично отражающее. Когда свет отражается между зеркалами, он приобретает интенсивность, проходя через частично отражающее зеркало только тогда, когда становится достаточно ярким. Затем он фокусируется на режущей поверхности.

CO2 лазеры довольно мощные и могут резать различные материалы, но они исключительно хорошо работают с неметаллами, такими как дерево, пластик и кожа. Вы даже можете использовать их в некоторых приложениях пищевой промышленности. Их требования к обслуживанию выше, чем у волоконного лазера, поскольку любые проблемы с трубками или системой зеркал могут вывести машину из строя.

Кристаллические лазеры

Эти лазеры обладают чрезвычайно высокой режущей способностью благодаря использованию определенных кристаллов в качестве твердотельных сред. Эти кристаллы, а именно гранат и ванадат, «легированы» различными ионами, которые помогают придавать лучу определенные характеристики. Два распространенных варианта:

  • Nd: ИАГ: Иттрий-алюминиевый гранат, легированный неодимом
  • Nd: YVO: Орто-ванадат иттрия, легированный неодимом

Эти кристаллы универсальны и позволяют лазеру достигать исключительно высокой энергии и производительности. Например, ванадатные лазеры могут достичь лучшего качества луча, глубины фокуса и пиковой мощности, чем волоконные лазеры.

Кристаллы также позволяют создавать лазеры с различной длиной волны. Некоторые материалы лучше реагируют на волны зеленого, синего или ультрафиолетового излучения, чем на типичный инфракрасный диапазон. Зеленый лазер, например, обычно используется для драгоценных металлов, таких как золото и серебро, а также для электрических компонентов, печатных плат и другой чувствительной электроники.

Лазерные маркеры и точечная обработка

Возможно, вы сталкивались с точечной обработкой как еще одним методом постоянной маркировки. Точечная обработка, также называемая штамповкой булавками или маркировкой булавками, использует маленькие твердые булавки для создания углублений на поверхности материала. Эти крошечные отверстия делают поверхность более шероховатой и изменяют ее отражательную способность. Хотя машины для точечной обработки дешевле, чем лазеры, лазерные маркеры могут дать гораздо лучшие результаты.

Вот некоторые из причин, по которым вы можете выбрать лазерную маркировку вместо точечной обработки:

  • Качество отметки: Точечная обработка менее контрастна и может быть трудночитаемой. Сканеры штрих-кода могут нуждаться в определенных условиях освещения для считывания точечного штрих-кода. Лазерная маркировка обеспечивает более последовательную и подробную маркировку с меньшим процентом брака.
  • Техническое обслуживание: В отличие от оборудования для точечной обработки, лазеры не предполагают контакта между оборудованием и поверхностью. Они практически не подвержены механическому износу и не имеют деталей, требующих регулярной замены, таких как штифты с точечным ударом.
  • Скорость: Лазеры быстрее, чем машины для точечной обработки, чтобы соответствовать более требовательным временам цикла.
  • Варианты маркировки: Поскольку они обеспечивают более низкую контрастность, точечная маркировка не подходит для некоторых меток, таких как одномерные штрих-коды. Большинство маркировок, нанесенных точечным ударом, также будут уничтожены любой дополнительной обработкой поверхности, в то время как лазерная обработка останется читаемой.
  • Материалы по теме: Благодаря большему количеству вариантов конфигурации лазерная маркировка может применяться для более широкого спектра материалов.

Точечные маркеры по-прежнему могут быть хорошим выбором для некоторых менее требовательных приложений, но это действительно зависит от вашего продукта. В большинстве случаев лазерный маркер является лучшим выбором.

Лазерные маркировочные машины от Telesis

От простых штрих-кодов до промышленных паспортных табличек, которые служат десятилетиями, возможности лазерной маркировки безграничны. Работа с надежным оборудованием жизненно важна, когда речь идет о производстве и соблюдении нормативных требований. В Telesis мы разрабатываем высококачественные прочные лазерные маркеры различных стилей и конфигураций для удовлетворения потребностей вашего проекта. Мы являемся вашим универсальным поставщиком всего, что касается лазерной гравировки и маркировки, включая настройку, программное обеспечение и поддержку.

Просмотрите наши продукты сегодня или протягивать к нам чтобы обсудить вашу заявку с профессионалом!

 



Вам также могут быть интересны: