Kuinka kauan lasermerkintä kestää?

Lasermerkinnän kestävyys määräytyy laserin tyypin, materiaalin ominaisuuksien, merkinnän syvyyden ja pinnan muodonmuutoksen mekanismin perusteella. Pääasialliset merkintätilat sisältävät pintavärjäytymisen, mikroetsauksen, sulan uudelleenjähmettymisen ja syvän kaiverruksen. Erilaiset laserit osoittavat erilaisia energian absorptio-ominaisuuksia metalleissa, muoveissa, lasissa ja orgaanisissa materiaaleissa; täten kestävyys vaihtelee sen mukaan.

I. Kuitulasermerkinnän kestävyys

Kuitulaserit toimivat tyypillisesti aallonpituudella 1064 nm ja soveltuvat metallimateriaaleihin, tarjoten korkean energian kytkentätehokkuuden metallipinnoilla. Niiden pääasialliset merkintätilat ovat hapettumisaiheinen värimuutos, pintasulaminen, kevyt kaiverrus ja syvä kaiverrus.

1. Metallimateriaaleja

Rustiton teräs, hiiliteräs, alumiini, kupari
Kuitulaserilla voidaan saavuttaa kaiverrussyvyydet 0,01–0,5 mm (riippuen tehosta ja skannauskierroksista). Syvä kaiverrus pidetään pysyvänä merkintänä metallimateriaaleissa, ja se voi teoriassa kestää koko materiaalin käyttöiän ajan ilman, että sitä vaikuttavat kitka, korroosio tai UV-hajoaminen.
Pinnan värjäytyminen (kuten musta merkintä tai värimerkintä) perustuu hapettumiskerroksen muokkaukseen; sen kestävyys heikkenee voimakkaassa kulutuksessa tai syövyttävissä ympäristöissä, mutta pysyy stabiilina useita vuosia normaaleissa olosuhteissa.

2. Muovimateriaalit

Kuitulaserit aiheuttavat hiiltymistä, vaahtoamista tai värjääntymistä muoveissa. Muovien lämpövastuksen rajoitteiden vuoksi merkinnän syvyys on yleensä alle 0,05 mm.

Kestävyys riippuu muovin UV-säteilylle kestävyydestä ja ympäröivästä lämpötilasta, ja se kestää yleensä 3–10 vuotta.

Pitkäaikainen ulkoilmaan altistuminen saattaa aiheuttaa materiaalin ikääntymistä, jolloin merkinnän näkyvyys heikkenee.

II. UV-lasermerkinnän kestävyys

UV-laserit toimivat aallonpituudella 355 nm ja suorittavat ns. kylmäprosessointia, joka soveltuu polymeereihin, lasiin ja joillekin metalleille. Pintareaktio perustuu pääasiassa foto-kemialliseen sidosten rikkomiseen, ja lämmön vaikutusalue on vähäinen.

1. Muovimateriaalit

UV-laserit tuottavat korkeakontrastisia merkintöjä muoveihin, joilla on tasainen värjäytyminen ja terävät merkkien reunat.

Merkintäsyvyys on tyypillisesti <0,02 mm.

Kestävyys riippuu materiaalin resistenssistä fotohajoamista vastaan ja kestää yleensä yli 5–10 vuotta.

UV-laserit eivät sovellu syvään kaiverrukseen; siksi niiden kulumisvastus on alhaisempi kuin kuitulaserin syväkaiverruksella metalleissa.

2. Lasimateriaalit

UV-laserit voivat luoda mikrosirpaleita tai kevyttä ruotsia lasipinnoille noin 0,005–0,03 mm:n merkintäsyvyydellä.

Tämäntyyppinen merkintä on pysyvä eikä haihtunut ajan myötä.

Pitkäaikainen stabiilius on tyypillistä optisessa lasissa, lääketeollisuuden lasissa ja elektronisissa lasimerkinnöissä.

3. Metallimateriaalit

UV-laserit aiheuttavat erittäin kevyttä karhentumista tai värjäytymistä metalleihin hyvin rajallisella syvyydellä.

Kestävyys ei riitä korkean kitkan ympäristöihin.

Niitä käytetään yleisesti korkean tarkkuuden merkintöihin, kuten QR-koodien ja sarjanumeroiden merkintään, mutta ei syvään kaiverrukseen.

III. CO₂-lasermerkinnän kestävyys

CO₂-laserit toimivat 10,6 μm aallonpituudella, ja niillä on korkea absorptiotehokkuus orgaanisissa materiaaleissa. Ne soveltuvat puulle, nahalle, paperille, lasille ja keraamisille materiaaleille.

1. Puu, Naha, Paperi

Merkintämekanismi perustuu karbonisaatioon tai ablaatioon, ja syvyys vaihtelee 0,1–1 mm välillä.

Nämä merkinnät ovat pysyviä, mutta suuren kulutuksen tai kosteissa olosuhteissa materiaalin ikääntyminen saattaa aiheuttaa merkin himmettymisen.

Sisäolosuhteissa ne voivat säilyä stabiileina monia vuosia.

2. Lasi

CO₂-laserit luovat kideisen vaikutelman lasipinnalle mikrosäröillä.

Tämä on pysyvä merkintä, joka ei himmene ajan myötä.

Karheutettua kerrosta voidaan hieman hioa voimakkaalla mekaanisella kitkalla, mutta sitä on vaikea poistaa täysin.

3. Muovit

Muovit vaihtelevat suuresti CO₂-laserenergian absorptiossa. Merkintä tapahtuu sulamisen, höyrystymisen tai värimuutoksen kautta.

Merkinnän syvyys on pieni, ja kestävyys riippuu muovin ikääntymisnopeudesta.

Verrattuna UV-lasereihin, reunatarkkuus on alhaisempi, mutta kestävyys on samankaltainen, yleensä noin 3–10 vuotta.

IV. Tekijät, jotka vaikuttavat merkinnän kestoon

1. Kaiverruksen syvyys: syvä kaiverrus > matala kaiverrus > pinnan värimuutos.

2. Materiaalin absorptioprosentti: korkeampi absorptio johtaa stabiilimpaan merkintään.

3. Pinnan hapettuminen tai pinnoiteominaisuudet: pinnoitteet voivat kulua pois, mikä heikentää merkinnän kestävyyttä.

4. Ympäristötekijät: UV-säteily, kemiallinen korroosio ja mekaaninen kuluminen vähentävät kontrastia.

5. Laserin ja materiaalin aallonpituuden yhteensopivuus: oikea aallonpituus parantaa merkinnän stabiilisuutta.