ZNAKOWANIE LASEROWE: Wybierz najlepszy laser do swojego zastosowania

Obecnie istnieje wiele laserów do znakowania i można oznaczyć każdy rodzaj materiału. O ile kilka lat temu istniały ograniczenia w zakresie jakości i asortymentu materiałów, na które można nanieść oznaczenia, to dzisiaj wygląda to zupełnie inaczej.
W zależności od rodzaju materiału i oczekiwanego efektu istnieje odpowiedni marker laserowy.

 

Ze względu na dużą różnorodność możliwości wybór odpowiedniego lasera nie jest łatwy i stanowi wyzwanie dla wielu operatorów z branży. W tym artykule postaramy się przedstawić podstawowe aspekty, jakie należy uwzględnić przy wyborze markera laserowego, który ma spełnić nasze oczekiwania.

 

Najpierw musimy poznać parametry techniczne lasera i właściwości materiału, z którego wykonane są nasze elementy.

Przy wyborze przede wszystkim należy uwzględnić: rodzaj materiału, jakość znakowania, a także efekt estetyczny, jaki chcemy osiągnąć, oraz prędkość. Prędkość w przypadku samodzielnych markerów laserowych jest utożsamiana z czasem cyklu. Czas cyklu składa się z czasu potrzebnego na ukończenie przez element całej ścieżki znakowania, od wprowadzenia go do systemu do odczytu (w razie potrzeby) kodu 2D.

Najczęściej słyszymy o laserach włóknowych, Onda, UV oraz CO2. Każdy z nich jest dostosowany do konkretnego typu materiału. Ogólnie rzecz biorąc, wiemy, że laser włóknowy jest bardziej skuteczny w przypadku obróbki metali. Natomiast laser zielony jest bardziej odpowiedni w przypadku obróbki tworzyw sztucznych, tak samo jak słynny laser UV. Do nanoszenia oznaczeń na materiałach organicznych najczęściej wykorzystuje się laser CO2. W kategorii laserów włóknowych dostępne są również warianty technologiczne odpowiednie do określonych zastosowań. Mówimy o laserze MOPA i laserze pikosekundowym, przyjrzymy się im bliżej pod koniec artykułu.

Bardzo ważne jest, aby zrozumieć, w jaki sposób materiał, na który ma zostać naniesione oznaczenie, pochłania światło lasera przy danej długości fali tego lasera. Materiały żelazne i nieżelazne wykazują optymalną absorpcję przy 1064 nm, podczas gdy metale szlachetne przy 355 i 532 nm. Tworzywa sztuczne pochłaniają również promieniowanie laserowe o większej długości fali.

Poproś o bezpłatną konsultację online

Jeden z naszych ekspertów odpowie na pytania i zaproponuje najlepsze rozwiązanie dla Twoich potrzeb

Przesyłając ten formularz, akceptujesz naszą politykę prywatności

Technologie laserowe

Laser Nd: YAG został wprowadzony na rynek prawie 30 lat temu i jest chyba najbardziej znanym laserem w branży. Tę popularność zawdzięcza swoim wielu zastosowaniom. Pierwotnie lasery te były pompowane z wykorzystaniem lamp elektronowych. Wraz z postępem techniki lampy zostały zastąpione przez diody. Systemy oparte na diodach są solidne i charakteryzują się długą żywotnością. Zaletą laserów Nd: YAG jest jakość wiązki laserowej. Zapewnia ją mały rozmiar plamki. Ta cecha w powiązaniu z krótkimi impulsami daje wysoką moc szczytową, co może być przydatne przy głębokim grawerowaniu, umożliwiając wykonywanie ostrych i wyraźnych znaków z zastosowaniem małej czcionki.

Laser wanadowy może emitować do trzech różnych długości fal: 1064, 532 (laser zielony) i 355 nm (laser niebieski). Lasery wanadowe są również pompowane diodowo i są szczególnie przydatne w procesie ablacji, a także do zastosowań w obszarach o dużej emisji ciepła. Jednym z głównych obszarów zastosowań lasera wanadowego są oznaczenia typu Day&Night. W tym przypadku laser usuwa powłokę powierzchni elementu (zwykle są to wewnętrzne przyciski samochodów), odsłaniając znajdującą się pod nimi powierzchnię i tworząc w ten sposób oznaczenie przycisku. Są to przyciski podświetlane. Ich efekt wizualny wszyscy doskonale znamy z przycisków stereo, okien czy klimatyzacji w samochodach.

Wraz z pojawieniem się laserów włóknowych nastąpiła prawdziwa rewolucja w świecie laserów i znakowania. Laser włóknowy stał się protagonistą w każdym zastosowaniu. Został przetestowany i udoskonalony tak, aby sprostać niemal każdemu zapotrzebowaniu na rynku. Jego skuteczność jest zauważalna przede wszystkim w przypadku znakowania laserowego metali.

 

Należy pamiętać, że moc wyjściowa wszystkich laserów półprzewodnikowych spada wraz z upływem czasu, ale system można skalibrować tak, aby utrzymywać moc lasera na poziomie, jaki miał w chwili wyprodukowania. Pozwoli to na zachowanie tej samej jakości i szybkości znakowania, jakie miał z chwilą wprowadzenia do produkcji.

Długość fali lasera włóknowego wynosi 1064 µm i charakteryzuje się niezwykle małą średnicą punktu skupienia. Zapewnia to natężenie 100-krotnie większe niż w przypadku laserów CO2, przy tej samej średniej mocy wyjściowej.

Właściwości promienia

Wiązka gaussowska charakteryzuje się wielkością M² równą 1 i pozwala uzyskać mniejszą plamkę, w zależności od długości fali i zastosowanej optyki. Najlepszą jakość możliwej wiązki w systemach znakowania laserowego Nd: YAG i wanadowego cechuje wartość M² wynosząca 1,2. Systemy bazujące na laserach włóknowych określa wartość M²  równa 1,7. To oznacza większy rozmiar plamki i niższą gęstość mocy. Lepsza jakość wiązki to cieńsze linie, ostrzejsze kontury, wyższa prędkość znakowania (ze względu na wyższą gęstość mocy) i głębsze nacinanie.

Częstotliwość powtarzania impulsów

Lasery YAG i wanadowe znacznie różnią się od laserów włóknowych pod względem mocy szczytowej i pasma częstotliwości powtarzania impulsów. Czas trwania impulsu można regulować w przypadku określonych systemów z zastosowaniem laserów włóknowych, takich jak laser MOPA.

Typowe wartości odniesienia systemu znakowania
Typowe wartości YAG WANADA iterb
Czas trwania impulsu (ns)
10-150
5-30
10-200
Jakość wiązki (M² )
<1.2
<1.2
<2
Moc szczytowa (kW)
Wysoki 100 kW
średni 80 kW
Niska 10 kW
Średnia moc (W)
5-30
5-40
10-50
Zakres częstotliwości powtarzania impulsów
5-80 kHz
20-120 kHz
20 kHz - 1 MHz
Zastosowania

Najpopularniejsze terminy związane ze znakowaniem laserowym to: grawerowanie, wyżarzanie, ablacja selektywna i usuwanie powierzchni. W zależności od zastosowania i materiału jeden laser jest bardziej odpowiedni niż inne. Przykładowo, w przypadku części typu Day&Night laser wanadowy może doskonale się sprawdzić. Proces usuwania powierzchni jest odpowiedni z punktu widzenia cech tego lasera, czyli krótkich impulsów i wysokiej częstotliwości powtarzania. Odpowiednia prędkość to kluczowy element, który pozwala uniknąć spalenia części z tworzywa sztucznego.

 

Ablacja jest to również powszechnie stosowany proces w znakowaniu laserowym anodowanego aluminium.

Inne, bardzo popularne zastosowanie, w którym laser włóknowy jest szczególnie skuteczny to wyżarzanie na przyrządach medycznych. Zazwyczaj są one wykonane ze stali nierdzewnej i tytanu. Oczywiście, mówimy o wszystkich produktach, takich jak protezy, narzędzia chirurgiczne i dentystyczne. Wysoka moc szczytowa lasera pikosekundowego w tym przypadku idealnie sprawdza się w celu uzyskania czarnego i wyraźnego oznakowania.

 

 

Odporność tego znakowania laserowego na pasywację i korozję, będące efektem stosowania agresywnych środków, ma większe znaczenie niż w innych przypadkach. Jest to ważne, gdyż zadaniem oznakowania laserowego jest wskazanie chirurgowi istotnych informacji dotyczących wymiarów danego elementu. Kolejną cechą, która wyróżnia laser pikosekundowy wśród innych produktów w przypadku zastosowań medycznych, jest brak efektu odblaskowego.

Wybierz marker laserowy

Z roku na rok świat laserów i znakowania będzie się rozwijał i ewoluował. Zmieniające się potrzeby środowiska produkcyjnego i wymagania rynku wymuszą transformację technologii. Niezwykle ważny jest wybór dostawcy rozwiązania w zakresie znakowania laserowego – bogata oferta to możliwość popełnienia błędu. Poleganie na profesjonalistach oznacza również korzystanie z rad ekspertów, którzy wiedzą, jak dopasować ofertę do potrzeb klienta, a nie odwrotnie.

Już od 30 lat firma LASIT specjalizuje się w dziedzinie dostosowywania systemów laserowych. Od mechaniki do oprogramowania – spełniamy wszystkie wymagania i chronimy interesy naszych klientów w każdym możliwym zakresie. Tutaj możesz znaleźć artykuł zawierający 10 wskazówek, które przygotowaliśmy w celu ułatwienia wyboru markera laserowego.

Podobał Ci się ten artykuł?
Udostępnij to

© Wszelkie prawa zastrzeżone