EN
Az állandó jelölés mögött rejlő technológia
A lézerjelölő gép egy összpontosított, erősített fényfénysugarat használ a jelöléshez, amely állandó jeleket hoz létre a felületeken érintésmentesen, festék vagy mechanikus szerszámok nélkül. Ellentétben a festékfejet használó tintasugaras nyomtatással, amely festéket juttat a felületre, vagy a pontszegező jelöléssel, amely az anyagot ütés hatására deformálja, a lézeres jelölés magát az anyagot módosítja – színváltozást okozva oxidáció révén, egy vékony felszíni réteg eltávolításával, amellyel kontrasztos alapanyag tárul fel, vagy a felületi textúra megváltoztatásával, amely látható kontrasztot eredményez.
A folyamat négy különböző mechanizmuson alapul, amelyek a felhasznált anyagtól és a kívánt eredménytől függően változnak. A lemezek hőkezelése („annealing”) – amely gyakori rozsdamentes acél és titán esetén – helyileg melegíti a fém felületét, hogy oxidréteget hozzon létre; ennek színe a hőmérséklettől függően változik, így fekete, barna vagy színes jelölések keletkeznek anyagleválasztás nélkül. A műanyagok és szerves anyagok szénáttelepítéses jelölése a felületet helyileg melegítve sötétíti el, anyagleválasztás (abláció) nélkül. A marás 0,01–0,1 mm anyagot távolít el, mélységérzékelhető jelöléseket hozva létre. Az abláció a felületi bevonatokat – például anódos rétegeket, festéket vagy galvanikus bevonatokat – távolítja el, hogy a kontrasztos alapanyag láthatóvá váljon.
Egy rozsdamentes acélból készült konyhai eszközöket gyártó cég képernyős nyomtatást cserélt le egy 20 W-os szálas lézerjelölő gép a márkajelzések és az ápolási utasítások felhordására edényekre. A feszített hálós nyomtatási eljárás festék szárítást igényelt, a hálók kb. 5000 nyomtatási ciklus után elkopottak, így 80–120 darab hálóra volt szükség a cseréjükhöz, és a fogyasztói tesztekben a nyomtatott jelölések 200–300 mosogatási ciklus után megfakultak. A rostos lézer a jelöléseket 1–2 másodperc alatt, fogyóeszközök nélkül, a felület lemezesítésével (annealing) hozta létre, és a jelölések 1000-nél több mosogatási ciklus után sem romlottak el. Az egységenkénti jelölési költség 0,04-ről (háló + festék + selejt amortizációja) kevesebb mint 0,001-re (csak az áramköltség) csökkent.
Anyagspecifikus jelölési mechanizmusok
Fémgépben való fiber lázerjelezés
Szál lézerjelölő gép a rendszerek 1064 nm-es hullámhosszon sugároznak – ez egy közel-infravörös hullámhossz, amelyet a fémek hatékonyan elnyelnek. Rozsdamentes acélon a lézer fekete, hőkezelt jelöléseket (a felület 200–300 °C-ra történő felmelegítése, amely króm-oxidot hoz létre), fehér jelöléseket (a felület textúrázása, amely eltérően szórja a fényt) vagy mély gravírozást (0,05–0,1 mm anyagleválasztás sorozatszámokhoz, amelyek ellenállnak a csiszolásnak) képes létrehozni.
Az alumínium jelölése kissé eltérő paramétereket igényel, mint az acél jelölése. Az alacsonyabb olvadáspontja (660 °C az acél 1400 °C-ával szemben) kisebb teljesítménysűrűséget igényel, hogy megakadályozza az olvadást, nem pedig a jelölést. Az anódolt alumínium esetében a lézer a színezett oxidréteg eltávolításával (ablációval) hozza létre a jelölést, így feltárja az alatta lévő fényes alumíniumot – ez a folyamat csak a csupasz alumínium jelöléséhez szükséges teljesítmény 10–20%-át igényli, mivel a lézer egy mikron vastagságú réteget távolít el, nem pedig a fém anyagát módosítja.
A fémekre történő rostos jelölés legfontosabb előnye az állandóság. Az acélrozott rozsdamentes acélon készült jelölések 1000 óránál is több ideig elviselik a sópermet-tesztet, az autokláv sterilizációs ciklusokat és az ipari tisztítószerekkel való vegyi expozíciót – olyan körülményeket, amelyek a nyomtatott címkéket és festékjelöléseket hetek vagy hónapok alatt eltávolítják. Ez az élettartam teszi a rostos lézerjelölést az orvosi eszközök UDI-megfelelőségének, a légiközlekedési alkatrészek nyomon követhetőségének és az autóipari alkatrészek azonosításának szabványos módszerévé.
UV-lézeres jelölés érzékeny anyagokon
A 355 nm-es UV-lézerek olyan anyagokat jelölnek, amelyeket a 1064 nm-es rostos lézerek hőhatásuk miatt megrongálnának. A műanyagok – például az ABS, a policarbonát, a polipropilén és a nylon – foto-kémiai reakció útján jelölhetők, nem pedig hőhatás révén. A nagy energiájú UV-fotonok közvetlenül felbontják a polimer molekuláris kötéseket, így színváltozást okoznak a felületen anélkül, hogy olvasztanák vagy deformálnák az alapanyagot.
Ez a „hideg jelölés” funkció lehetővé teszi olyan alkalmazásokat, amelyeket nem lehet megvalósítani szálas vagy CO₂ lézerrel. A szilícium lapkákra lapka-azonosítók kerülnek fel nyomtatás nélküli mikrotörések nélkül. Az orvosi katéterekre UDI-kódok kerülnek fel anélkül, hogy a felület sérülne, ami baktériumok megtelepedését eredményezhetné. A átlátszó PET palackokra dátumkódok kerülnek fel, amelyek csak bizonyos megvilágítás mellett láthatók – ezt „fagyos jelölésnek” nevezik –, így megtartva a palack átlátszóságát, miközben nyomon követhetőséget biztosít.
A UV lézerrel történő üvegjelölés kiküszöböli az üvegfelületeken a CO₂ lézeres jelölés által okozott mikrotöréseket. A 355 nm-es hullámhossz részben elnyelődik az üvegben, így sima, „fagyos” jelölést hoz létre anélkül, hogy feszültségkoncentrációk keletkeznének, amelyek miatt az üveg a CO₂-lézerrel jelölt vonalak mentén eltörhetne.
Gyakran Ismételt Kérdések
Milyen anyagokat tud feldolgozni egy lézeres jelölőgép?
A szálas lézerek fémeket (acél, alumínium, titán, sárgaréz, réz) és egyes sötét műanyagokat jelölnek. Az UV-lézerek műanyagot, üveget, kerámiát, szilíciumot és vékonyrétegeket jelölnek. A CO₂-lézerek faanyagot, papírt, bőrt, akrílt és üveget jelölnek. A Tianyu Laser szálas, UV és CO₂ rendszereket kínál, amelyek az összes anyagfajtát lefedik.
Mennyi ideig tart a lézeres jelölés darabonként?
A jelölés időtartama a tartalom bonyolultságától, méretétől és az anyagtól függ. Egy egyszerű logó vagy sorozatszám jelölése fémre általában 1–3 másodpercet vesz igénybe. Egy kitöltött QR-kód vagy részletes grafika 50×50 mm-es területen 5–15 másodpercet vesz igénybe. Az automatizált rendszerek termelési teljesítménye óránként 500–3000 darab között mozog.
A lézeres jelölés állandó, vagy eltávolítható?
A megmunkált nyomok rozsdamentes acélon és a szénáttelepülési nyomok műanyagokon maradandóak – ezek kémiai változások a anyagban, nem pedig felületi lerakódások. A gravírozott nyomok eltávolításához legalább 0,05 mm felületi anyagot kell csiszolni. Az elpárologtatott bevonatnyomok (anódolt alumínium, festett felületek) felfedik az alapanyagot, és nem lehet őket „visszaállítani” újrafestés nélkül.
Szükségesek-e fogyóeszközök, például tinta vagy oldószerek a lézeres jelöléshez?
Nem. A szálas és UV lézeres jelölők fogyóeszközök nélkül működnek – nincs szükség tintára, oldószerekre, szalagokra vagy nyomtatófejekre. A lézerforrást típustól függően 10 000–100 000 üzemóra után kell cserélni. Az egyetlen ismétlődő költség az üzemelési óránkénti áramfogyasztás (500–800 W), a munkaerőn kívül.
Képes-e egy lézeres jelölőgép színes nyomokat létrehozni?
Igen, az MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) szálalapú lézer technológia segítségével. A lökéshullám-hossz és -frekvencia szabályozásával az MOPA lézerek színváltozatokat hoznak létre rozsdamentes acélból és titánból – aranytól kezdve kékig és feketéig – az oxidréteg vastagságának pontos szabályozásával. A szokásos Q-kapcsolásos szálalapú lézerek csak fekete vagy fehér jelöléseket tudnak létrehozni.
Milyen fájlformátumokat fogadnak el a lézeres jelölőgépek?
A szokásos rendszerek AI, PLT, DXF, PNG, JPG és BMP formátumokat fogadnak el az EZCAD vagy hasonló szoftverek segítségével. A vonalkód- és QR-kód-generálás beépített funkció a szoftverben – külső tervezőprogramra nincs szükség. A Tianyu Laser gépek támogatják a CorelDRAW-ból, az AutoCAD-ből és a Photoshop-ból történő importálást, így zavartalan munkafolyamat-integrációt biztosítanak.