Лейзър Систъмс, СП. ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ - Брой 7, 2012

ЛАЗЕРНО МАРКИРАНЕ НА ПЛАСТМАСИ Лазерът се е установил като един надежден инструмент за маркиране на приложения в индустрията. Автомобилостроенето, електрониката и медицината са само някои от тези индустрии, които предпочитат лазерно пред други вид маркиране, заради неговата гъвкавост и приспособимост. Необходимостта от инструменти за маркиране се повишава постоянно по разлчини причини. Една от тях е постоянно увеличаващия се брой потребителски продукти, които се маркират с индивидуални кодове за идентификация. Друга причина е строгото изискване към документацията на прозиводствените процеси за да се гарантира проследяването на безброй продукти и компоненти. Лазерите могат да се използват за всякакъв вид поръчкови маркери- от числа, буквено-цифрен текст и лого до специфичните бар кодове, които машините лесно разпознават. Някои видове промишлени пластмаси са по-подходящи за лазерното маркиране от други. В някои случаи, цветовия контраст, който може да се постигне при използването на лазери е твърде незначителен за да отговори на изискванията за четливост и високо качество на маркировката, което се очаква от тази бързо маркираща техника. Този проблем може да се разреши чрез изпозване на специални лазерно чувствителни добавки, като стабилизатори, пигментни пълнители, които значително подобряват податливостта на материала за лазерно маркиране. Типични групи пластмаси подлежащи на подобно третиране включват полиетилен, полистирен, полиоксиметилен, полиуретан, полипропилен и поливинилхлорид. ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ПОГЛЪЩАНЕ НА ЛАЗЕРНИ ЛЪЧИ НА РАЗЛИЧНИ ПЛАСТМАСИ За да се маркира една пластмаса, тя трябва да поеме достатъчно количество лазерно лъчение. На макромолекулно ниво, повечето пластмаси поглъщат светлина само в ултравиолетовия и далечния инфрачервен спектър (СО2 лазери с дължина на вълната 10.6 µm) Характеристиките на поглъщане могат значително да се променят като се използват добавки, филтри или пигменти, подобрявайки неговите възможности да поглъщат лазерно лъчение в близкия инфрачервен (1064 nm) или видим зелен (532 nm) спектър. Резултатът е по- високи скорости на обработка и по- добър контраст. По-голямата част от лазерите използвани за маркиране, излъчват инфрачервен лазер с дължина на вълната от 1064 nm. Също са налични и системи, специално проектирани за обработване на пластмаси и полупроводникови материали, който използват лазери работещи при дължини на вълните в зеления (532 nm) и ултравиолетовия (355 nm) спектър. Ултравиолетовите приложения са от особен интерес, защото те отварят пътя към ново измерение в маркирането на пластмаси. Енергията, която се генерира от ултравиолетов лъч с малка дължина на вълната, предизвиква фотохимична реакция, без риск от повреда на материала вследствие на прекалено силно загряване. При обработката на специални материали като огнеупорни пластмаси, тези лазерни източници имат възможността да маркират силноконтрастни надписи с оптимално качество на повърхността и при високи темпове на обработка. ЛАЗЕРНО МАРКИРАНЕ НА ПЛАСТМАСИ Съществуват четири различни метода за маркиране на пластмаси: Оцветяване- то се състои в промяна на цвета на материала точно под повърхността му, например при карбонизация. Разпенване - Разпенването с лазер предизвиква малки газови мехурчета в повърхностния слои на материала, карайки го да се раздуе и така се създава релефен ефект. Променените свойства на повърхността променят начина по който светлината се пречупва, като така се създва контраст между тъмно и светло. Отнемане/Отрязване - включва частично отстраняване на най- горния слой на материала, оставяйки след себе си определени вдлъбнатини съответстващи на необходимата маркировка. Гравиране- части от повърхността на материала се отстраняват чрез разтапяне и изпаряване. Изборът на най-добрата маркираща техника за дадено приложение зависи от спецификата на конкретната цел на маркирането, вида пластмаса и дължината на вълната на лазерния източник. Оцветяването е решението за повечето термо пластмаси. Карбонизация се използва за да се създадат тъмни маркировки на светъл фон, като предимно се използват лазери с дължина на вълната от 532 или 355 nm, докато разпенването се използва за създаване на светли маркировки на тъмен фон (най- често черен), за предпочитане използвайки лазер работещ с дължина на вълната от 1064 nm. В случайте на термосети и еластомери, гравирането често е за предпочитане (най-вече при лазери с дължина на вълната от 1066 nm).