Quanto dura la marcatura laser?

La durata della marcatura laser è determinata dal tipo di laser, dalle caratteristiche del materiale, dalla profondità della marcatura e dal meccanismo di deformazione superficiale. Le principali modalità di marcatura includono la discolorazione superficiale, la micro-incisione, la ri-solidificazione per fusione e l'incisione profonda. Diversi laser presentano caratteristiche diverse di assorbimento dell'energia su metalli, plastica, vetro e materiali organici; pertanto, la durata varia di conseguenza.

I. Durata della marcatura laser a fibra

I laser a fibra operano tipicamente a una lunghezza d'onda di 1064 nm e sono adatti per materiali metallici, offrendo un'elevata efficienza di accoppiamento energetico sulle superfici metalliche. Le principali modalità di marcatura includono la discolorazione ossidata, la fusione superficiale, l'incisione superficiale e l'incisione profonda.

1. Materiali metallici

Acciaio inossidabile, acciaio al carbonio, alluminio, rame
I laser a fibra possono raggiungere profondità di incisione comprese tra 0,01 e 0,5 mm (a seconda della potenza e dei passaggi di scansione). L'incisione profonda è considerata una marcatura permanente sui materiali metallici e può teoricamente durare per tutta la vita utile del materiale, senza essere influenzata da usura, corrosione o degrado UV.
La discolorazione superficiale (ad esempio marcatura nera o marcatura a colori) si basa sulla modifica dello strato di ossido; la sua durata diminuisce in caso di usura intensa o ambienti corrosivi, ma rimane stabile per diversi anni in condizioni normali.

2. Materiali plastici

I laser a fibra provocano carbonizzazione, schiumatura o reazioni di scolorimento sulle plastiche. A causa dei limiti di resistenza termica dei substrati in plastica, la profondità di marcatura è solitamente inferiore a 0,05 mm.

La durata dipende dalla resistenza ai raggi UV della plastica e dalla temperatura ambiente, generalmente tra 3 e 10 anni.

L'esposizione prolungata all'aperto può causare invecchiamento del substrato, riducendo la visibilità del marchio.

II. Durata della marcatura con laser UV

I laser UV operano a 355 nm ed effettuano una "lavorazione a freddo", adatta a polimeri, vetro e alcuni metalli. La reazione superficiale principale è la rottura fotochimica dei legami con una zona termicamente influenzata minima.

1. Materiali in plastica

I laser UV producono marchi ad alto contrasto sulle plastiche con scolorimento uniforme e bordi dei caratteri precisi.

La profondità di marcatura è tipicamente inferiore a 0,02 mm.

La durata dipende dalla resistenza del materiale alla fotodegradazione, generalmente superiore a 5–10 anni.

I laser UV non sono adatti per l'incisione profonda; pertanto, la loro resistenza all'abrasione è inferiore rispetto all'incisione profonda con laser a fibra sui metalli.

2. Materiali in vetro

I laser UV possono creare strutture a microfessurazione o incisioni superficiali su superfici di vetro con profondità di marcatura di circa 0,005–0,03 mm.

Questo tipo di marcatura è permanente e non si attenua nel tempo.

La stabilità a lungo termine è tipica nella marcatura di vetro ottico, vetro farmaceutico e vetro elettronico.

3. Materiali metallici

I laser UV producono una leggera rugosità o discolorazione estremamente superficiale sui metalli, con profondità limitata.

La durata è insufficiente per ambienti ad alto attrito.

Utilizzati comunemente per marcature ad alta precisione come codici QR e numeri di serie, ma non per incisioni profonde.

III. Durata della marcatura con laser CO₂

I laser a CO₂ operano a 10,6 μm, con un'elevata efficienza di assorbimento nei materiali organici. Sono adatti per legno, pelle, carta, vetro e ceramica.

1. Legno, Pelle, Carta

Il meccanismo di marcatura prevede la carbonizzazione o l'ablazione, con profondità comprese tra 0,1 e 1 mm.

Queste marcature sono permanenti, ma in ambienti ad alta usura o umidi, l'invecchiamento del materiale potrebbe causare lo sbiadimento del segno.

In condizioni interne, possono rimanere stabili per molti anni.

2. Vetro

I laser a CO₂ creano un effetto satinato sulla superficie del vetro attraverso micro-fratture.

Questa è una marcatura permanente e non sbiadirà nel tempo.

Lo strato ruvido può essere parzialmente levigato da un forte attrito meccanico, ma è difficile da rimuovere completamente.

3. Plastica

Le plastiche presentano ampie variazioni nell'assorbimento dell'energia del laser a CO₂. La marcatura avviene attraverso fusione, vaporizzazione o discolorazione.

La profondità della marcatura è ridotta e la durata dipende dalla velocità di invecchiamento della plastica.

Rispetto ai laser UV, la precisione del bordo è inferiore, ma la durata è simile, generalmente circa 3–10 anni.

IV. Fattori che influenzano la durata della marcatura

1. Profondità di incisione: incisione profonda > incisione superficiale > scurimento superficiale.

2. Tasso di assorbimento del materiale: un maggiore assorbimento determina una marcatura più stabile.

3. Proprietà di ossidazione o rivestimento superficiale: i rivestimenti possono uscire usurati, riducendo la durata della marcatura.

4. Fattori ambientali: esposizione ai raggi UV, corrosione chimica e abrasione meccanica riducono il contrasto.

5. Corrispondenza tra lunghezza d'onda del laser e materiale: una corretta selezione della lunghezza d'onda migliora la stabilità della marcatura.