Kako dolgo traja lasersko označevanje?

Trajnost laserskega označevanja je odvisna od vrste lasera, lastnosti materiala, globine označevanja in mehanizma deformacije površine. Glavni načini označevanja vključujejo spremembo barve površine, mikrograviranje, ponovno strjevanje stopljene mase in globoko graviranje. Različni laserji kažejo različne lastnosti absorpcije energije pri kovinah, plastikah, steklu in organskih materialih; zato se trajnost ustrezen razlikuje.

I. Trajnost laserskega vlaknastega označevanja

Vlaknasti laserji običajno delujejo pri valovni dolžini 1064 nm in so primerni za kovinske materiale, pri čemer ponujajo visoko učinkovitost prenosa energije na kovinskih površinah. Njihovi glavni načini označevanja vključujejo oksidacijsko spremembo barve, taljenje površine, plitko graviranje in globoko graviranje.

1. Kovinski materiali

Nerjavno jeklo, ogljikovo jeklo, aluminij, baker
Vlaknasti laserji lahko dosegajo globino graviranja od 0,01 do 0,5 mm (odvisno od moči in števila skenirnih prehodov). Globoko graviranje velja za trajno oznako na kovinskih materialih in teoretično lahko traja celotno življenjsko dobo materiala, ne da bi ga vplivalo trenje, korozija ali degradacija pod vplivom UV sevanja.
Sprememba barve površine (na primer črno označevanje ali barvno označevanje) temelji na spremembi oksidnega sloja; njena obstojnost se zmanjša pri intenzivnem obrabljanju ali v korozivnih okoljih, v normalnih pogojih pa ostane stabilna več let.

2. Plastika

Vlaknasti laserji povzročajo karbonizacijo, penjenje ali spremembo barve na plastikah. Zaradi omejitev toplotne odpornosti plastičnih podlag je globina označevanja običajno manjša od 0,05 mm.

Trajnost je odvisna od UV odpornosti plastike in okoljske temperature, ponavadi traja 3–10 let.

Dolgotrajna izpostavljenost na prostem lahko povzroči staranje podlage in zmanjša vidnost oznake.

II. Trajnost označevanja z UV laserjem

UV laserji delujejo pri valovni dolžini 355 nm in opravljajo »hladno obdelavo«, primerno za polimere, steklo in nekatere kovine. Glavna površinska reakcija je fotokemijsko prekinjanje vezi z minimalnim vplivnim območjem toplote.

1. Plastika

UV laserji ustvarjajo visoko kontrastne oznake na plastiki z enotno spremembo barve in drobnimi robovi znakov.

Globina označevanja je ponavadi <0,02 mm.

Trajnost je odvisna od odpornosti materiala proti fotodegradaciji, ponavadi traja več kot 5–10 let.

UV laserji niso primerni za globoko vrezovanje; zato je njihova obrabna trdnost nižja kot pri globokem vrezovanju kovin s fibrskim laserjem.

2. Steklena materiala

UV laserji lahko ustvarijo mikro razpoke ali plitvo vrezovanje na površini stekla z globino oznake približno 0,005–0,03 mm.

Ta vrsta označevanja je stalna in se s časom ne izbriše.

Dolgoročna stabilnost je tipična pri označevanju optičnega stekla, farmacevtskega stekla in elektronskega stekla.

3. Kovinski materiali

UV laserji povzročajo zelo plitvo grobost ali spremembo barve na kovinah z omejeno globino.

Vzdržljivost ni zadostna za okolja z visokim trenjem.

Pogosto se uporablja za visoko natančne oznake, kot so QR kode in serijske številke, ne pa za globoko vrezovanje.

III. Vzdržljivost CO₂ laserskega označevanja

CO₂ laserji delujejo pri 10,6 μm in imajo visoko učinkovitost absorpcije v organskih materialih. Primerne so za les, usnje, papir, steklo in keramiko.

1. Les, usnje, papir

Postopek označevanja vključuje karbonizacijo ali ablacijo, globine pa segajo od 0,1 do 1 mm.

Te oznake so trajne, vendar lahko zaradi visokega trenja ali vlažnega okolja staranje materiala povzroči zbledenje oznake.

V notranjih pogojih lahko ostanejo stabilne več let.

2. Steklo

CO₂ laserji na površini stekla ustvarijo mat učinek s pomočjo mikroprelomov.

To je trajna oznaka, ki s časom ne bo zbledela.

Zgrobljeni sloj se lahko delno spoliža zaradi močnega mehanskega trenja, vendar ga je težko popolnoma odstraniti.

3. Kemične snovi

Plastika kaže velike razlike pri absorpciji CO₂ laserske energije. Označevanje poteka prek taljenja, izparevanja ali spremembe barve.

Globina označevanja je plitva, trajnost pa je odvisna od stopnje staranja plastične mase.

V primerjavi z UV laserji je natančnost roba nižja, trajnost pa podobna, praviloma približno 3–10 let.

IV. Dejavniki, ki vplivajo na življenjsko dobo označevanja

1. Globina graviranja: globoko graviranje > plitvo graviranje > površinska sprememba barve.

2. Stopnja absorpcije materiala: višja absorpcija povzroči bolj stabilno označevanje.

3. Lastnosti površinske oksidacije ali prevleke: prevleke se lahko obrabijo in s tem zmanjšajo trajnost oznake.

4. Okoljski dejavniki: izpostavljenost UV sevanju, kemična korozija in mehanska obraba zmanjšujejo kontrast.

5. Usklajevanje valovne dolžine laserja in materiala: pravilna izbira valovne dolžine izboljša stabilnost označevanja.