Ako dlho trvá laserové značenie?

Trvanlivosť laserového značenia je určená typom lasera, vlastnosťami materiálu, hĺbkou značenia a mechanizmom povrchovej deformácie. Hlavné režimy značenia zahŕňajú povrchovú zmenu farby, mikro leptanie, roztavenie s opätovnou kryštalizáciou a hlboké gravírovanie. Rôzne lasery vykazujú odlišné vlastnosti absorpcie energie na kovoch, plastoch, sklách a organických materiáloch; preto sa trvanlivosť zodpovedajúcim spôsobom líši.

I. Trvanlivosť vláknového laserového značenia

Vláknové lasery bežne pracujú na vlnovej dĺžke 1064 nm a sú vhodné pre kovové materiály, pričom ponúkajú vysokú účinnosť viazania energie na kovových povrchoch. Ich hlavné režimy značenia zahŕňajú oxidačnú zmenšovanie farby, povrchové tavanie, mierne gravírovanie a hlboké gravírovanie.

1. Kovy

Nehrdznivá oceľ, uhlíková oceľ, hliník, meď
Vláknové lasery môžu dosiahnuť hĺbku gravírovania 0,01–0,5 mm (v závislosti od výkonu a počtu prechodov skenovania). Hlboké gravírovanie sa považuje za trvalé značenie kovových materiálov a teoreticky môže vydržať po celú dobu životnosti materiálu, bez ovplyvnenia trením, koróziou alebo degradáciou UV žiarením.
Zmena farby povrchu (napríklad čierne značenie alebo farebné značenie) je založená na modifikácii vrstvy oxidu; jej trvanlivosť klesá pri intenzívnom opotrebení alebo v korozívnom prostredí, no za normálnych podmienok zostáva stabilná niekoľko rokov.

2. Plastové materiály

Vláknové lasery spôsobujú karbonizáciu, penenie alebo zmeny farby na plastoch. Vzhľadom na obmedzenú tepelnú odolnosť plastových podkladov je hĺbka znaku zvyčajne menšia ako 0,05 mm.

Trvanlivosť závisí od UV odolnosti plastu a okolitej teploty, všeobecne vydrží 3–10 rokov.

Dlhodobé vonkajšie pôsobenie môže spôsobiť starnutie podkladu, čo znižuje viditeľnosť znaku.

II. Trvanlivosť UV laserového značenia

UV lasery pracujú pri vlnovej dĺžke 355 nm a vykonávajú tzv. „studené spracovanie“, vhodné pre polyméry, sklo a niektoré kovy. Hlavnou povrchovou reakciou je fotochemické rozbitie väzieb s minimálnou tepelne ovplyvnenou zónou.

1. Plastové materiály

UV lasery vytvárajú vysokokontrastné znaky na plastoch s rovnomernou zmenou farby a jemnými okrajmi znakov.

Hĺbka značenia je zvyčajne < 0,02 mm.

Trvanlivosť závisí od odolnosti materiálu voči fotodegradácii, všeobecne vydrží viac ako 5–10 rokov.

UV lasery nie sú vhodné na hlboké gravírovanie, preto ich odolnosť voči opotrebeniu je nižšia ako pri hlbokom gravírovaní kovov vláknovým laserom.

2. Sklenené materiály

UV lasery môžu vytvárať mikrotrhliny alebo mierne leptanie na povrchu skla s hĺbkou značenia približne 0,005–0,03 mm.

Tento typ značenia je trvalý a časom nebledne.

Dlhodobá stabilita je typická pri značení optického skla, farmaceutického skla a elektronického skla.

3. Kovové materiály

UV lasery spôsobujú na kovoch extrémne plytké drsnenie alebo zmeny farby s obmedzenou hĺbkou.

Odolnosť nie je dostatočná pre prostredia s vysokým trením.

Bežne sa používa na vysokoprécizné značenie, ako napríklad QR kódy a sériové čísla, ale nie pre hlboké gravírovanie.

III. Odolnosť značenia CO₂ laserom

CO₂ lasery pracujú na vlnovej dĺžke 10,6 μm s vysokou účinnosťou absorpcie v organických materiáloch. Sú vhodné pre drevo, kožu, papier, sklo a keramiku.

1. Drevo, koža, papier

Mechanizmus značenia zahŕňa karbonizáciu alebo abláciu s hĺbkou v rozmedzí od 0,1 do 1 mm.

Tieto značky sú trvalé, no v prostredí s vysokým trením alebo vlhkosťou môže starnutie materiálu spôsobiť vyblednutie značky.

Za vnútorných podmienok môžu zostať stabilné po mnoho rokov.

2. Sklo

CO₂ lasery vytvárajú matný efekt na povrchu skla prostredníctvom mikrotrhlín.

Toto je trvalá značka, ktorá časom nevybledne.

Drsná vrstva môže byť čiastočne odstránená silným mechanickým opieraním, no úplne odstrániť ju je ťažké.

3. Plasty

Plasty vykazujú veľké rozdiely v absorpcii CO₂ laserovej energie. Značenie prebieha cez topenie, sublimáciu alebo zmenu farby.

Hĺbka značenia je malá a trvanlivosť závisí od rýchlosti starnutia plastu.

V porovnaní s UV lasermi je presnosť okrajov nižšia, ale trvanlivosť je podobná, všeobecne približne 3–10 rokov.

IV. Faktory ovplyvňujúce dobu životnosti značenia

1. Hĺbka gravírovania: hlboké gravírovanie > mälké gravírovanie > povrchové zmeny farby.

2. Rýchlosť absorpcie materiálu: vyššia absorpcia vedie k stabilnejšiemu značeniu.

3. Vlastnosti povrchovej oxidácie alebo povlaku: povlaky sa môžu opotrebovať, čo zníži trvanlivosť značky.

4. Prostredie: expozícia voči UV žiareniu, chemická korózia a mechanické opotrebenie znižujú kontrast.

5. Zhoda vlnovej dĺžky laseru a materiálu: správny výber vlnovej dĺžky zvyšuje stabilitu značenia.