Як довго триває лазерне маркування?

Тривалість лазерного маркування визначається типом лазера, характеристиками матеріалу, глибиною маркування та механізмом деформації поверхні. Основні режими маркування включають зміну кольору поверхні, мікротравлення, плавлення з повторною кристалізацією та глибоке гравіювання. Різні лазери мають різні характеристики поглинання енергії на металах, пластиках, склі та органічних матеріалах; тому тривалість відповідно відрізняється.

І. Тривалість маркування волоконним лазером

Волоконні лазери зазвичай працюють на довжині хвилі 1064 нм і підходять для металевих матеріалів, забезпечуючи високу ефективність зв'язування енергії з поверхнею металу. Основні режими маркування включають оксидне потемніння, поверхневе плавлення, дрібне гравіювання та глибоке гравіювання.

1. Металеві матеріали

Нержавіюча сталь, вуглецева сталь, алюміній, мідь
Волоконні лазери можуть досягати глибини гравіювання 0,01–0,5 мм (залежно від потужності та кількості проходів сканування). Глибоке гравіювання вважається постійним позначенням на металевих матеріалах і теоретично може зберігатися протягом усього терміну експлуатації матеріалу, не піддаючись впливу тертя, корозії чи деградації під дією УФ-випромінювання.
Зміна кольору поверхні (наприклад, чорне маркування або кольорове маркування) базується на модифікації оксидного шару; стійкість знижується за умов сильного зносу або в агресивних середовищах, але за звичайних умов залишається стабільною протягом кількох років.

2. Пластикові матеріали

Волоконні лазери викликають карбонізацію, піноутворення або зміну кольору пластиків. Через обмежену термостійкість полімерних основ глибина маркування зазвичай не перевищує 0,05 мм.

Тривалість збереження залежить від стійкості пластика до УФ-випромінювання та температури навколишнього середовища, як правило, становить 3–10 років.

Тривалий вплив зовнішніх факторів на відкритому повітрі може призводити до старіння основи, що зменшує видимість маркування.

II. Стійкість маркування УФ-лазером

УФ-лазери працюють на довжині хвилі 355 нм і здійснюють «холодну обробку», що підходить для полімерів, скла та деяких металів. Основна поверхнева реакція — фотоехімічне розривання зв'язків із мінімальною зоною теплового впливу.

1. Пластикові матеріали

УФ-лазери забезпечують висококонтрастне маркування пластиків із рівномірним потемнінням і чіткими краями символів.

Глибина маркування зазвичай становить <0,02 мм.

Тривалість залежить від стійкості матеріалу до фотодеградації, як правило, триває понад 5–10 років.

УФ-лазери не підходять для глибокого гравіювання, тому їх стійкість до абразивного зносу нижча, ніж у випадку глибокого гравіювання волоконним лазером по металах.

2. Скляні матеріали

УФ-лазери можуть створювати мікротріщини або поверхневе травлення на склі з глибиною маркування приблизно 0,005–0,03 мм.

Такий тип маркування є постійним і не витирається з часом.

Тривала стабільність є типовою для оптичного скла, фармацевтичного скла та електронного скла.

3. Металеві матеріали

УФ-лазери створюють надзвичайно слабке шорсткування або потемніння на металах із обмеженою глибиною.

Міцності недостатньо для середовищ з високим тертям.

Зазвичай використовується для високоточних позначень, таких як QR-коди та серійні номери, але не для глибокого гравіювання.

III. Міцність маркування СО₂-лазером

СО₂-лазери працюють на довжині хвилі 10,6 мкм і мають високу ефективність поглинання органічними матеріалами. Вони підходять для дерева, шкіри, паперу, скла та кераміки.

1. Дерево, шкіра, папір

Механізм маркування полягає у карбонізації або абляції з глибиною від 0,1 до 1 мм.

Ці позначення є постійними, але в умовах сильного тертя або вологого середовища старіння матеріалу може призвести до витіння позначки.

У приміщенні вони можуть залишатися стабільними багато років.

2. Скло

Лазери CO₂ створюють матовий ефект на поверхні скла шляхом мікротріщин.

Це постійний слід, який не зникає з часом.

Зашорстнений шар можна частково відполірувати за допомогою сильного механічного тертя, але повністю видалити його важко.

3. Пластикові матеріали

Пластмаси значно варіюються за здатністю поглинати енергію лазера CO₂. Маркування відбувається через плавлення, випаровування або зміну кольору.

Глибина маркування є невеликою, а довговічність залежить від швидкості старіння пластика.

Порівняно з УФ-лазерами, точність країв нижча, але довговічність подібна — загалом близько 3–10 років.

IV. Фактори, що впливають на термін служби маркування

1. Глибина гравіювання: глибока > мілка > зміна кольору поверхні.

2. Швидкість поглинання матеріалом: вища швидкість забезпечує більш стабільне маркування.

3. Окислення поверхні або властивості покриття: покриття можуть зношуватися, що зменшує довговічність маркування.

4. Вплив факторів навколишнього середовища: ультрафіолетове випромінювання, хімічна корозія та механічне терття зменшують контрастність.

5. Відповідність довжини хвилі лазера та матеріалу: правильний вибір довжини хвилі покращує стабільність маркування.