Jak dlouho trvá laserové značení?

Trvanlivost laserového značení je určena typem laseru, vlastnostmi materiálu, hloubkou značení a mechanismem deformace povrchu. Hlavní režimy značení zahrnují změnu barvy povrchu, mikro leptání, tavení s následnou rekristalizací a hluboké gravírování. Různé lasery vykazují odlišné vlastnosti absorpce energie u kovů, plastů, skla a organických materiálů; proto se trvanlivost odpovídajícím způsobem liší.

I. Trvanlivost vláknového laserového značení

Vláknové lasery obvykle pracují na vlnové délce 1064 nm a jsou vhodné pro kovové materiály, přičemž nabízejí vysokou účinnost vazby energie na kovových površích. Mezi jejich hlavní režimy značení patří oxidační změna barvy, povrchové tavení, mělké gravírování a hluboké gravírování.

1. Kovy

Nerezová ocel, uhlíková ocel, hliník, měď
Vláknové lasery mohou dosáhnout hloubky gravírování 0,01–0,5 mm (v závislosti na výkonu a počtu průchodů skenování). Hluboké gravírování je považováno za trvalé značení kovových materiálů a teoreticky může vydržet po celou dobu životnosti materiálu, bez vlivu tření, koroze nebo degradace UV zářením.
Změna barvy povrchu (například černé značení nebo barevné značení) je založena na modifikaci vrstvy oxidu; jeho odolnost klesá při silném opotřebení nebo v korozivním prostředí, ale za normálních podmínek zůstává stabilní několik let.

2. Plastové materiály

Vlákenné lasery způsobují u plastů karbonizaci, pěnění nebo změnu barvy. Vzhledem k omezené tepelné odolnosti plastových podkladů je hloubka značení obvykle menší než 0,05 mm.

Odolnost závisí na UV odolnosti plastu a okolní teplotě, obecně vydrží 3–10 let.

Dlouhodobé venkovní působení může způsobit stárnutí podkladu, čímž se snižuje viditelnost značky.

II. Odolnost značení UV laserem

UV lasery pracují na vlnové délce 355 nm a provádějí tzv. „studené zpracování“, což je vhodné pro polymery, sklo a některé kovy. Hlavní povrchovou reakcí je fotochemické štěpení vazeb s minimální tepelně ovlivněnou zónou.

1. Plastové materiály

UV lasery vytvářejí na plastech vysokokontrastní značení s rovnoměrnou změnou barvy a jemnými hranami znaků.

Hloubka značení je typicky < 0,02 mm.

Odolnost závisí na odolnosti materiálu vůči fotodegradaci, obecně vydrží více než 5–10 let.

UV lasery nejsou vhodné pro hlubinné gravírování, a proto mají nižší odolnost proti opotřebení ve srovnání s hlubinným gravírováním kovů pomocí vláknových laserů.

2. Skleněné materiály

UV lasery mohou na skleněných površích vytvářet struktury mikrotrhlin nebo mělké leptání s hloubkou značení přibližně 0,005–0,03 mm.

Tento typ značení je trvalý a v průběhu času nebledne.

Dlouhodobá stabilita je typická pro značení optického skla, lékařského skla a elektronického skla.

3. Kovové materiály

UV lasery způsobují na kovech extrémně mělké drsnění nebo změnu barvy s omezenou hloubkou.

Odolnost není dostatečná pro prostředí s vysokým třením.

Běžně se používají pro vysoce přesná značení, jako jsou QR kódy a sériová čísla, ale ne pro hlubinné gravírování.

III. Odolnost značení CO₂ laserem

CO₂ lasery pracují na vlnové délce 10,6 μm s vysokou účinností absorpce v organických materiálech. Jsou vhodné pro dřevo, kůži, papír, sklo a keramiku.

1. Dřevo, kůže, papír

Mechanismus značení zahrnuje karbonizaci nebo ablaci s hloubkou v rozmezí 0,1–1 mm.

Tyto značky jsou trvalé, avšak v prostředí s vysokým třením nebo vlhkostí může stárnutí materiálu způsobit vyblednutí značky.

Ve vnitřních podmínkách mohou zůstat stabilní po mnoho let.

2. Sklo

CO₂ lasery vytvářejí na povrchu skla matný efekt pomocí mikrotrhlin.

Toto je trvalá značka, která s časem nevybledne.

Roughened vrstva může být částečně odstraněna silným mechanickým třením, ale úplné odstranění je obtížné.

3. Plasty

Plasty vykazují velké rozdíly v absorpci energie CO₂ laseru. Značení probíhá tavením, odpařováním nebo změnou barvy.

Hloubka značení je mělká a trvanlivost závisí na rychlosti stárnutí plastu.

Ve srovnání s UV lasery je přesnost okraje nižší, ale trvanlivost je obdobná, obecně kolem 3–10 let.

IV. Faktory ovlivňující dobu životnosti značení

1. Hloubka gravírování: hluboké gravírování > mělké gravírování > povrchová změna barvy.

2. Rychlost absorpce materiálu: vyšší absorpce vede ke stabilnějšímu značení.

3. Vlastnosti povrchové oxidace nebo povlaku: povlaky se mohou opotřebovat a snižovat tak trvanlivost značení.

4. Prostředí: expozice UV záření, chemická koroze a mechanické opotřebení snižují kontrast.

5. Shoda vlnové délky laseru a materiálu: správný výběr vlnové délky zlepšuje stabilitu značení.