Πόσο διαρκεί η λέιζερ σήμανση;

Η ανθεκτικότητα της λέιζερ σήμανσης καθορίζεται από τον τύπο λέιζερ, τα χαρακτηριστικά του υλικού, το βάθος σήμανσης και τον μηχανισμό παραμόρφωσης της επιφάνειας. Οι βασικές μέθοδοι σήμανσης περιλαμβάνουν την αλλοίωση χρώματος της επιφάνειας, τη μικρο-πρόσκαψη, την επαναστερεοποίηση τήξης και τη βαθιά γραβιούρα. Διαφορετικά λέιζερ εμφανίζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά απορρόφησης ενέργειας σε μέταλλα, πλαστικά, γυαλί και οργανικά υλικά· επομένως, η ανθεκτικότητα ποικίλλει ανάλογα.

Ι. Ανθεκτικότητα της Σήμανσης Ινικού Λέιζερ

Οι ινοπτικοί λέιζερ λειτουργούν συνήθως σε μήκος κύματος 1064 nm και είναι κατάλληλοι για μεταλλικά υλικά, προσφέροντας υψηλή απόδοση σύζευξης ενέργειας σε μεταλλικές επιφάνειες. Οι κύριες λειτουργίες σήμανσης περιλαμβάνουν αποχρωματισμό οξειδίωσης, τήξη επιφάνειας, επιφανειακή χάραξη και βαθιά χάραξη.

1. Μεταλλικά υλικά

Ανοξείδωτος χάλυβας, άνθρακας χάλυβας, αλουμίνιο, χαλκός
Οι ινοπτικοί λέιζερ μπορούν να επιτύχουν βάθη χάραξης 0,01–0,5 mm (ανάλογα με την ισχύ και τις σαρωτικές διελεύσεις). Η βαθιά χάραξη θεωρείται μόνιμη σήμανση σε μεταλλικά υλικά και μπορεί θεωρητικά να διαρκέσει για όλη τη διάρκεια ζωής του υλικού, χωρίς να επηρεάζεται από τριβή, διάβρωση ή υποβάθμιση από την υπεριώδη ακτινοβολία.
Ο επιφανειακός αποχρωματισμός (όπως μαύρη σήμανση ή χρωματική σήμανση) βασίζεται στην τροποποίηση του στρώματος οξειδίωσης· η ανθεκτικότητά του μειώνεται σε συνθήκες έντονης φθοράς ή διαβρωτικών περιβαλλόντων, αλλά παραμένει σταθερή για αρκετά χρόνια σε κανονικές συνθήκες.

2. Πλαστικά Υλικά

Οι ίνες λέιζερ προκαλούν ανθράκωση, αφρισμό ή αντιδράσεις αποχρωματισμού στα πλαστικά. Λόγω των ορίων θερμικής αντοχής των πλαστικών υποστρωμάτων, το βάθος σήμανσης είναι συνήθως μικρότερο από 0,05 mm.

Η ανθεκτικότητα εξαρτάται από την αντίσταση του πλαστικού στην υπεριώδη ακτινοβολία και τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος, με διάρκεια ζωής συνήθως 3–10 χρόνια.

Η μακροχρόνια έκθεση σε εξωτερικούς χώρους μπορεί να προκαλέσει γήρανση του υποστρώματος, μειώνοντας την ορατότητα της σήμανσης.

ΙΙ. Ανθεκτικότητα της σήμανσης με UV λέιζερ

Τα UV λέιζερ λειτουργούν στα 355 nm και εκτελούν «ψυχρή επεξεργασία», κατάλληλη για πολυμερή, γυαλί και ορισμένα μέταλλα. Η κύρια επιφανειακή αντίδραση είναι η φωτοχημική διάσπαση δεσμών με ελάχιστη ζώνη θερμικής επίδρασης.

1. Πλαστικά υλικά

Τα UV λέιζερ παράγουν σημάνσεις υψηλής αντίθεσης στα πλαστικά με ομοιόμορφο αποχρωματισμό και λεπτές ακμές χαρακτήρων.

Το βάθος σήμανσης είναι συνήθως <0,02 mm.

Η ανθεκτικότητα εξαρτάται από την αντίσταση του υλικού στη φωτοδιάσπαση, με διάρκεια ζωής συνήθως πάνω από 5–10 χρόνια.

Οι UV λέιζερ δεν είναι κατάλληλοι για βαθιά χάραξη· ως εκ τούτου, η αντοχή τους στη φθορά είναι μικρότερη από τη βαθιά χάραξη με λέιζερ ίνας σε μέταλλα.

2. Γυάλινα Υλικά

Τα UV λέιζερ μπορούν να δημιουργήσουν μικρορωγμές ή επιφανειακή προσβολή σε γυάλινες επιφάνειες με βάθος χάραξης περίπου 0,005–0,03 mm.

Αυτός ο τύπος χάραξης είναι μόνιμος και δεν ξεθωριάζει με την πάροδο του χρόνου.

Η μακροχρόνια σταθερότητα είναι συνηθισμένη στη χάραξη οπτικού γυαλιού, φαρμακευτικού γυαλιού και ηλεκτρονικού γυαλιού.

3. Μεταλλικά Υλικά

Τα UV λέιζερ προκαλούν εξαιρετικά επιφανειακή τραχύτητα ή αλλοίωση χρώματος στα μέταλλα, με περιορισμένο βάθος.

Η αντοχή είναι ανεπαρκής για περιβάλλοντα υψηλής τριβής.

Χρησιμοποιούνται συνήθως για υψηλής ακρίβειας χαράξεις, όπως κώδικες QR και σειριακοί αριθμοί, αλλά όχι για βαθιά χάραξη.

III. Αντοχή της χάραξης με CO₂ λέιζερ

Οι λέιζερ CO₂ λειτουργούν στα 10,6 μm, με υψηλή αποδοτικότητα απορρόφησης σε οργανικά υλικά. Είναι κατάλληλα για ξύλο, δέρμα, χαρτί, γυαλί και κεραμικά.

1. Ξύλο, Δέρμα, Χαρτί

Ο μηχανισμός σήμανσης περιλαμβάνει ανθρακοποίηση ή αφαίρεση υλικού (ablation), με βάθη που κυμαίνονται από 0,1 έως 1 mm.

Αυτά τα σημάδια είναι μόνιμα, αλλά σε περιβάλλοντα με υψηλή τριβή ή υγρασία, η γήρανση του υλικού μπορεί να προκαλέσει ασθένιση του σημαδιού.

Σε εσωτερικούς χώρους, μπορούν να παραμείνουν σταθερά για πολλά χρόνια.

2. Γυαλί

Τα λέιζερ CO₂ δημιουργούν θολό εφέ στην επιφάνεια του γυαλιού μέσω μικρο-ρωγμών.

Πρόκειται για μόνιμο σημάδι το οποίο δεν θα ασθενίσει με την πάροδο του χρόνου.

Το τραχύ στρώμα μπορεί να γίνει εν μέρει λείο λόγω ισχυρής μηχανικής τριβής, αλλά είναι δύσκολο να αφαιρεθεί πλήρως.

3. Πλαστικά

Τα πλαστικά παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία στην απορρόφηση της ενέργειας λέιζερ CO₂. Η σήμανση πραγματοποιείται μέσω τήξης, εξάτμισης ή αλλαγής χρώματος.

Το βάθος της επισήμανσης είναι επιφανές και η αντοχή εξαρτάται από το ρυθμό γήρανσης του πλαστικού.

Σε σύγκριση με τα UV λέιζερ, η ακρίβεια των ακμών είναι χαμηλότερη, αλλά η αντοχή είναι παρόμοια, γενικά περίπου 3–10 χρόνια.

IV. Παράγοντες που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής της επισήμανσης

1. Βάθος γραβιρίσματος: βαθύ γράψιμο > επιφανές γράψιμο > επιφανειακή αλλοίωση χρώματος.

2. Ρυθμός απορρόφησης υλικού: μεγαλύτερη απορρόφηση οδηγεί σε πιο σταθερή επισήμανση.

3. Ιδιότητες οξείδωσης ή επικάλυψης της επιφάνειας: οι επικαλύψεις μπορεί να φθαρούν, μειώνοντας την αντοχή της σήμανσης.

4. Παράγοντες περιβάλλοντος: η έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία, η χημική διάβρωση και η μηχανική φθορά μειώνουν την αντίθεση.

5. Ταίριασμα μήκους κύματος λέιζερ–υλικού: η σωστή επιλογή μήκους κύματος βελτιώνει τη σταθερότητα της επισήμανσης.