Маркування волоконним лазером чи CO2-лазером: який із них підходить для вашого матеріалу?

Коли покупці починають оцінювати системи лазерного маркування, перша технічна альтернатива майже завжди одна й та сама: волоконний лазер чи CO2-лазер?

Обидві технології забезпечують стійке маркування з високим контрастом і широко застосовуються в промисловому виробництві. Однак вони ґрунтуються на принципово різних фізичних принципах, найкраще працюють з різними матеріалами й мають суттєво різні показники капітальних та експлуатаційних витрат.

Помилка у цьому виборі означає, що ви купуєте систему, яка не може маркувати ваші реальні деталі — або маркує їх погано порівняно з альтернативним рішенням. Цей посібник надає практичну, інженерно обґрунтовану методику, щоб допомогти вам обрати правильний лазерний маркувальний пристрій для вашого конкретного застосування.

Волоконний лазер генерує свій промінь усередині легованого оптичного волокна (зазвичай — ітербієм-легованого) та підсилює його самим волокном.

• Довжина хвилі: 1064 нм (ближнє інфрачервоне випромінювання, невидиме для людського ока). Це випромінювання сильно поглинається металами та більшістю темних або непрозорих матеріалів.

• Доставка: Направляється по полю маркування з високою швидкістю за допомогою гальванометричної скануючої головки.

• Обслуговування: Твердотільна система з без витратного газу, без крихкої скляної трубки та без оптичної юстувки . Розрахунковий термін експлуатації зазвичай перевищує десятки тисяч годин.

CO2-лазер генерує свій промінь шляхом збудження газової суміші (вуглекислий газ, азот, гелій) за допомогою електричного розряду.

• Довжина хвилі: 10,6 мкм / 10 600 нм (середньоінфрачервоне). Сильно поглинається органічними матеріалами, склом, керамікою та більшістю неметалів. Проходить крізь необроблені метали або відбивається від них.

• Обслуговування: Потребує періодичного поповнення газу або заміни герметичного трубчастого блоку. Внутрішня оптична траса включає дзеркала, які іноді потрібно чистити й налаштовувати.

Різниця в довжині хвилі між волоконним лазером (1064 нм) та CO₂-лазером (10 600 нм) у 10 разів є фундаментальним чинником, що визначає сумісність із матеріалами.

Примітка: Ця таблиця відображає загальну поведінку матеріалів. Фактичні результати залежать від стану поверхні, конкретних складів та параметрів лазера. Випробування зразків завжди є найбільш надійним методом перевірки.

• Швидкість маркування: Волоконні лазери домінують у обробці металів через вищу щільність пікової потужності та ефективне поглинання енергії. Лазери на CO₂ є беззаперечним стандартом для органічних матеріалів з високою продуктивністю, таких як дерево, шкіра та акрил.

• Якість маркування на металах: На нержавіючій сталі волоконні лазери забезпечують чорне відпалювання (гладке, висококонтрастне, без видалення матеріалу — для медичних/харчових інструментів), глибоке гравювання (для стійкості до зносу), і кольорове маркування (лазери MOPA, що створюють сині, золоті та червоні кольори). Лазери CO₂ не можуть забезпечити це на голому металі.

• Обслуговування системи та експлуатаційні витрати: Волоконні системи практично не потребують споживних матеріалів (крім захисних лінз) і мають термін служби джерела 100 000 годин. Системи CO₂ пов’язані з вищими постійними витратами через зниження терміну служби трубки та необхідність регулювання положення дзеркал.

• Основним матеріалом є метал (сталь, нержавіюча сталь, алюміній, титан, інструментальна сталь).

• Потрібна сувора відстежуваність деталей ( серійні номери, QR-коди, коди Data Matrix, штрихкоди UDI ).

• Вашому застосунку потрібно сліди віджарювання (гладка поверхня, без пошкодження металевої структури).

• Ви хочете надзвичайно низьких витрат на технічне обслуговування, низьких експлуатаційних витрат і довготривалої промислової надійності.

• Основними матеріалами є дерево, акрил, шкіра, скло, кераміка або гума .

• Ви активно працюєте з матеріали упаковки (папером, картоном, нанесенням термінів придатності на конвеєрних лініях).

• Ви обробляєте неметалеві бейджі, етикетки або органічні товари споживчого призначення.

Що робити з матеріалами, що перекриваються? (наприклад, пластики, метали з покриттям). Якщо обидва технічно придатні, оцініть результати випробувань зразків, плани розширення асортименту матеріалів у майбутньому та загальну вартість володіння протягом терміну експлуатації машини.

Для спеціалізованих, преміальних застосувань — наприклад, мікроелектроніки, кремнієвих пластин, прозорого фармацевтичного скла або полімерів, чутливих до тепла — УФ-лазери пропонують рішення «холодного маркування», яке руйнує молекулярні зв’язки без теплових спотворень. Вони дорожчі й мають коротший термін служби кристалів, але залишаються неперевершеними для певних точних завдань у електроніці та медичній упаковці.

1. Які матеріали вам потрібно маркувати сьогодні й через 3 роки? (Ніколи не купуйте лише для сьогоднішніх потреб, якщо ваш асортимент продукції розширюється).

2. Який стиль маркування вам потрібен? (Відпалене, глибоко гравіруване, із зміною кольору чи поверхневе травлення?)

3. Чи є у вас регуляторні вимоги? (Медичний UDI або серіалізація в авіакосмічній галузі майже завжди вказують безпосередньо на технологію волоконних лазерів).

4. Які вимоги до часу циклу? (Більш потужні класи визначають більшу швидкість виводу).

Вибір неправильного лазера може коштувати тисячі доларів через простої та несумісне обладнання. У компанії Jiangpin tech ми виробляємо як Ласер з волокна та Лазер CO2 системи маркування (зокрема, передові конфігурації MOPA потужністю від 20 Вт до понад 100 Вт). Оскільки ми пропонуємо обидва типи, наші рекомендації є абсолютно неупередженими й спеціально адаптованими під ваше застосування.

Хочете бути на 100 % впевненими перед покупкою?

Надішліть нам зразки ваших матеріалів і вимоги до маркування. Наша інженерна команда виконає безкоштовні пробні маркування, проаналізує результати й порекомендує точну конфігурацію системи, розмір лінзи та параметри, необхідні саме вам.