レーザー刻印はどのくらい持続しますか？

レーザー刻印の耐久性は、レーザーの種類、材料の特性、刻印深度、および表面変形メカニズムによって決まります。主な刻印モードには、表面の変色、微細エッチング、溶融再固化、および深彫りがあります。異なるレーザーは金属、プラスチック、ガラス、有機材料に対して異なるエネルギー吸収特性を示すため、それに応じて耐久性も異なります。

I. ファイバーレーザー刻印の耐久性

ファイバーレーザーは通常1064 nmの波長で動作し、金属材料に適しており、金属表面での高エネルギー結合効率を提供します。主な刻印モードには、酸化による変色、表面溶融、浅い彫刻、および深彫りが含まれます。

1. 金属材料

ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、銅
ファイバーレーザーは、0.01～0.5 mmの彫刻深度を達成できます（出力およびスキャン回数により異なります）。深彫りは金属材料への永久的なマーキングと見なされ、理論上は摩擦、腐食、紫外線劣化の影響を受けず、材料の耐用期間中ずっと持続します。
表面の変色（黒色マークやカラーマークなど）は酸化層の改質に基づいています。その耐久性は重度の摩耗や腐食性環境下では低下しますが、通常の条件下では数年間安定して維持されます。

2. プラスチック材料

ファイバーレーザーはプラスチックに対して炭化、発泡、または変色反応を引き起こします。プラスチック基材の耐熱限界のため、マーキング深度は通常0.05 mm以下です。

耐久性はプラスチックの紫外線耐性および周囲温度に依存し、一般的には3～10年間持続します。

長期間屋外に露出すると基材が老化し、マークの視認性が低下する可能性があります。

II. UVレーザーマーキングの耐久性

UVレーザーは355nmで動作し、「コールドプロセッシング」を実行するため、ポリマー、ガラス、および一部の金属に適しています。主な表面反応は光化学的な結合切断であり、熱影響領域が極めて小さいです。

1. プラスチック素材

UVレーザーはプラスチックに高コントラストのマーキングを施し、均一な変色と細かい文字エッジを実現します。

マーキング深度は通常0.02mm未満です。

耐久性は材料の光分解に対する耐性に依存し、一般的には5～10年以上持続します。

UVレーザーは深彫り（ディープエングレービング）には不適であるため、金属へのファイバーレーザーによる深彫りに比べて摩耗抵抗性が低くなります。

2. ガラス材料

UVレーザーは、ガラス表面に微細なクラック構造または浅いエッチングを形成でき、マーキング深度は約0.005～0.03mmです。

この種のマーキングは永久的であり、時間の経過とともに消えることはありません。

光学用ガラス、医薬品用ガラス、電子部品用ガラスへのマーキングでは、長期的な安定性が得られます。

3. 金属材料

UV レーザーは金属表面に極めて浅い粗さまたは変色を生じさせ、深さは限定的です。

耐久性は摩擦の激しい環境では不十分です。

QRコードやシリアル番号など高精度なマーキングに一般的に使用されますが、深彫りには適していません。

III. CO₂レーザーマーキングの耐久性

CO₂レーザーは10.6 μmで動作し、有機材料への吸収効率が高いため、木材、レザー、紙、ガラス、セラミックスに適しています。

1. 木材、レザー、紙

マーキングのメカニズムは炭化またはアブレーションであり、深さは0.1～1 mmの範囲です。

これらのマーキングは永久的ですが、摩擦が激しい環境や湿気の多い環境では、材料の経年変化によりマーキングが薄れる可能性があります。

屋内環境では、長年にわたり安定して保持されます。

2. ガラス

CO₂レーザーは、ガラス表面に微細な亀裂を生じさせることで、つや消し効果を作り出します。

これは永久的なマーキングであり、時間の経過とともに消えることはありません。

粗くなった層は強い機械的摩擦によって部分的に研磨される可能性がありますが、完全に除去するのは困難です。

4. プラスチック

プラスチックはCO₂レーザー光エネルギーの吸収率に大きなばらつきがあり、溶融、蒸発、または変色によってマーキングが行われます。

マーキングの深さは浅く、耐久性はプラスチックの劣化速度に依存します。

UVレーザーと比較して、エッジの精度は低いですが、耐久性は同程度で、一般的には約3～10年です。

IV. マーキング寿命に影響を与える要因

1. エンボス加工の深さ：深彫り > 浅彫り > 表面変色。

2. 材料の吸収率：吸収率が高いほど、より安定したマーキングが得られます。

3. 表面の酸化またはコーティング特性：コーティングが摩耗してマークの耐久性が低下する可能性があります。

4. 環境要因：紫外線照射、化学腐食、機械的摩耗によりコントラストが低下します。

5. レーザーと材料の波長の適合：適切な波長を選択することで、マーキングの安定性が向上します。