การพิมพ์ด้วยเลเซอร์คงทนได้นานแค่ไหน

ความทนทานของการพิมพ์ด้วยเลเซอร์ขึ้นอยู่กับประเภทของเลเซอร์ คุณสมบัติของวัสดุ ความลึกของการพิมพ์ และกลไกการเปลี่ยนรูปร่างของพื้นผิว โหมดการพิมพ์หลัก ได้แก่ การเปลี่ยนสีพื้นผิว การกัดกร่อนไมโคร การหลอมเหลวแล้วแข็งตัวใหม่ และการแกะสลักลึก เลเซอร์ชนิดต่างๆ มีคุณสมบัติการดูดซับพลังงานที่แตกต่างกันบนโลหะ พลาสติก แก้ว และวัสดุอินทรีย์ ดังนั้นความทนทานจึงแตกต่างกันไปตามนั้น

I. ความทนทานของการพิมพ์ด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์

เลเซอร์ไฟเบอร์โดยทั่วไปทำงานที่ความยาวคลื่น 1064 นาโนเมตร และเหมาะสำหรับวัสดุโลหะ โดยให้ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานสูงบนพื้นผิวโลหะ โหมดการพิมพ์หลัก ได้แก่ การเปลี่ยนสีด้วยออกไซด์ การหลอมผิว การแกะสลักตื้น และการแกะสลักลึก

1. วัสดุโลหะ

สแตนเลส โลหะคาร์บอน เหล็ก อลูมิเนียม ทองแดง
เลเซอร์ไฟเบอร์สามารถสร้างความลึกของการแกะสลักได้ 0.01–0.5 มม. (ขึ้นอยู่กับกำลังและจำนวนรอบการสแกน) การแกะสลักลึกถือเป็นเครื่องหมายถาวรบนวัสดุโลหะ และโดยทฤษฎีสามารถคงอยู่ได้นานตลอดอายุการใช้งานของวัสดุ โดยไม่ได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทาน การกัดกร่อน หรือการเสื่อมสภาพจากแสงยูวี
การเปลี่ยนสีผิว (เช่น เครื่องหมายสีดำ หรือเครื่องหมายสี) เกิดจากการปรับเปลี่ยนชั้นออกไซด์ ความทนทานจะลดลงภายใต้สภาวะการสึกหรออย่างรุนแรง หรือสภาวะแวดล้อมที่กัดกร่อน แต่ยังคงมีความเสถียรเป็นระยะเวลานานหลายปีภายใต้สภาวะปกติ

2. วัสดุพลาสติก

เลเซอร์ไฟเบอร์ทำให้เกิดปฏิกิริยาคาร์บอนเนต ฟอง หรือการเปลี่ยนสีบนพลาสติก เนื่องจากข้อจำกัดด้านความต้านทานความร้อนของพลาสติก ความลึกของการทำเครื่องหมายมักจะน้อยกว่า 0.05 มม.

ความทนทานขึ้นอยู่กับความสามารถในการต้านทานรังสียูวีของพลาสติกและอุณหภูมิแวดล้อม โดยทั่วไปสามารถคงอยู่ได้นาน 3–10 ปี

การสัมผัสกับแสงแดดเป็นเวลานานอาจทำให้วัสดุเสื่อมสภาพ ส่งผลให้ความชัดเจนของเครื่องหมายลดลง

II. ความทนทานของการทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ยูวี

เลเซอร์ยูวีทำงานที่ความยาวคลื่น 355 นาโนเมตร และดำเนินการ "การแปรรูปแบบเย็น" ซึ่งเหมาะสำหรับพอลิเมอร์ แก้ว และโลหะบางชนิด ปฏิกิริยาหลักที่ผิวคือการแตกตัวของพันธะทางโฟโตเคมี โดยมีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยที่สุด

1. วัสดุพลาสติก

เลเซอร์ยูวีสร้างเครื่องหมายที่มีความคมชัดสูงบนพลาสติก ด้วยการเปลี่ยนสีอย่างสม่ำเสมอและขอบอักขระที่ละเอียด

ความลึกของการทำเครื่องหมายมักจะน้อยกว่า 0.02 มม.

ความทนทานขึ้นอยู่กับความต้านทานของวัสดุต่อการเสื่อมสภาพจากแสง โดยทั่วไปสามารถคงอยู่ได้นานกว่า 5–10 ปี

เลเซอร์ยูวีไม่เหมาะสำหรับการแกะลึกระดับลึก ดังนั้นความต้านทานต่อการขูดขีดจึงต่ำกว่าการแกะลึกระดับลึกด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์บนโลหะ

2. วัสดุแก้ว

เลเซอร์ยูวีสามารถสร้างโครงสร้างรอยแตกจุลภาคหรือการกัดกร่อนตื้นๆ บนพื้นผิวแก้ว โดยมีความลึกของการทำเครื่องหมายประมาณ 0.005–0.03 มม.

การลงเครื่องหมายประเภทนี้ถาวรและไม่จางหายไปตามกาลเวลา

มักมีความเสถียรภาพในระยะยาวสำหรับการลงเครื่องหมายบนแก้วทางแสง แก้วทางเภสัชกรรม และแก้วอิเล็กทรอนิกส์

3. วัสดุโลหะ

เลเซอร์ยูวีสร้างการกัดกร่อนหรือการเปลี่ยนสีที่ตื้นมากบนโลหะ โดยมีความลึกจำกัด

ความทนทานไม่เพียงพอสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแรงเสียดทานสูง

ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการพิมพ์เครื่องหมายความแม่นยำสูง เช่น คิวอาร์โค้ด และหมายเลขซีเรียล แต่ไม่เหมาะสำหรับการแกะสลักลึก

III. ความทนทานของการพิมพ์ด้วยเลเซอร์ CO₂

เลเซอร์ CO₂ ทำงานที่ความยาวคลื่น 10.6 ไมครอน ซึ่งมีประสิทธิภาพการดูดซับสูงในวัสดุอินทรีย์ เหมาะสำหรับไม้ หนัง กระดาษ แก้ว และเซรามิก

1. ไม้ หนัง กระดาษ

กลไกการพิมพ์เกี่ยวข้องกับการคาร์บอไนเซชันหรือการกัดกร่อน ซึ่งมีความลึกตั้งแต่ 0.1–1 มม.

เครื่องหมายเหล่านี้มีความถาวร แต่ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงเสียดทานสูงหรือมีความชื้นสูง วัสดุอาจเสื่อมสภาพจนทำให้เครื่องหมายจางลง

ในสภาวะภายในอาคาร เครื่องหมายสามารถคงอยู่ได้อย่างมั่นคงหลายปี

2. แก้ว

เลเซอร์ CO₂ สร้างเอฟเฟกต์ฝ้าบนพื้นผิวแก้วโดยการเกิดไมโครร้าว

นี่คือเครื่องหมายถาวรที่จะไม่จางหายไปตามกาลเวลา

ชั้นที่ขรุขระอาจถูกขัดมันบางส่วนด้วยแรงเสียดทานเชิงกลที่รุนแรง แต่ยากที่จะลบออกอย่างสมบูรณ์

3. พลาสติก

พลาสติกมีความแตกต่างกันมากในการดูดซับพลังงานเลเซอร์ CO₂ การทำเครื่องหมายเกิดขึ้นผ่านการหลอมเหลว การกลายเป็นไอ หรือการเปลี่ยนสี

ความลึกของการทำเครื่องหมายตื้น และความทนทานขึ้นอยู่กับอัตราการเสื่อมสภาพของพลาสติก

เมื่อเทียบกับเลเซอร์ UV ความแม่นยำของขอบจะต่ำกว่า แต่ความทนทานคล้ายกัน โดยทั่วไปประมาณ 3–10 ปี

IV. ปัจจัยที่มีผลต่ออายุการใช้งานของเครื่องหมาย

1. ความลึกของการแกะสลัก: แกะสลักลึก > แกะสลักตื้น > การเปลี่ยนสีผิว

2. อัตราการดูดซับของวัสดุ: วัสดุที่ดูดซับได้มากจะทำให้เครื่องหมายมีความเสถียรมากขึ้น

3. การเกิดออกไซด์หรือคุณสมบัติของชั้นเคลือบผิว: ชั้นเคลือบอาจหลุดลอกได้ ทำให้ความคงทนของเครื่องหมายลดลง

4. ปัจจัยจากสิ่งแวดล้อม: การได้รับรังสี UV การกัดกร่อนจากสารเคมี และการเสียดสีเชิงกล ล้วนทำให้ความคมชัดลดลง

5. การจับคู่ความยาวคลื่นระหว่างเลเซอร์และวัสดุ: การเลือกความยาวคลื่นที่เหมาะสมจะช่วยเพิ่มความเสถียรของการทำเครื่องหมาย