激光打標機在塑料上打標的打標機選型及應用
激光打標機廣泛用于各行各業,激光打標機在塑料上打標,都是由每次標記的特殊要求、所打標的塑料,以及激光波長決定的。對大多數熱塑性塑料,會用到變色工藝。
雕刻工藝,通過熔化和氣化的方式去除材料時用到。該工藝可以用于電子元件的標識而不會發生損壞。
在變色工藝中,顏色變化在材料的表面發生(碳化)。這種顏色變化的應用在美容用品等大規模出產中的系列號和批號中使用,因為是定制的,這種標識被用于防偽保護。
一些塑料,好比聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)或者聚氨酯(PU),只表現出很弱的對比度。因此,它們不能知足激光打標機的高要求。為了令這些材料在很短的加工時間內獲得耐用、高清楚、高品質的打標效果,就需要特別調配激光敏感添加劑。它們極大程度地進步了材料的標記能力。
最重要的是,該塑料必需很大程度地吸收激光輻射。塑料的生物大分子結構通常只吸收紫外范圍和遠紅外(IR)范圍內的光(波長10.6u m)。工程塑料中的添加劑、填料和顏料對材料的吸收特性產生很大的影響,這樣,塑料能夠更好地在近紅外范圍,或可見綠色激光范圍內吸收激光束。通過這個方法,能夠獲得更高的打標速度和更好的對比度。
用于打標的激光器通常產生的是紅外波長范圍內的輻射。綠光激光器和紫外線激光器則針對塑料和半導體材料。在特殊的打標應用中,使用UV波長,開創了激光在塑料上打標的新的可能。短波長直接與塑料復合物產生光化學反應,而沒有加熱,從而分歧錯誤材料產生破壞;尤其是一些比較抉剔的材料,如含有阻燃劑的塑料,或者敏感的電子元件等。這些激光器在非常高的速度之下完成高對比度的打標,而不會對表面質量產生任何負面影響。
吸收特性的適應
激光器是二極管泵浦激光器,具有高能效。它們具有很好的聚焦能力,因此非常合用于精細打標。二極管泵浦固體激光用具有很高的光束質量,使打標過程中的激光光束獲得很小的聚焦直徑。這樣,能夠在微小部件上實現小至30 m的精密打標軌道寬度。
對于塑料的激光打標機,調Q短脈沖固體激光器或者光纖激光器是常用的類型。這些激光器通常具有不到100W的均勻功率,脈沖持續時間在10到100ns之間。脈沖頻率達120kHz,而在光纖激光器的案例中,甚至達1MHz。這樣,與待標識材料之間的相互作用能夠進行微調。脈沖時間短導致幾十千瓦的高脈沖峰值功率達到10W的均勻值。