Lasermerkintä

Kestävä merkintä suuriin vaatimuksiin

Nykyaikaista lasertekniikkaa käytetään merkintämateriaalien tuottamiseen teollisuusympäristöjen korkeisiin vaatimuksiin. Valtavan kestävyytensä ansiosta lasermerkinnät vakuuttavat myös silloin, kun ne altistuvat erilaisille ympäristö- ja mekaanisille vaikutuksille. TOPMARK NEO -lasermerkintälaite käsittelee monipuolisia materiaaleja eri sovellusten merkitsemiseen.

Lasermerkintälaitteet
Lasermerkintälaite
Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen levyjen lasermerkintä laitteiden merkitsemiseen

Lasermerkintä Tekniikka

Lasermerkintä on prosessi, jossa merkintämateriaalit merkitään lasertekniikan avulla. Lasermerkinnässä kohdistettu lasersäde viedään merkittävän osan päälle. Lasersäteen energia osuu komponenttiin ja aiheuttaa reaktion, joka jättää kestävän ja pysyvän merkinnän. Materiaalista riippuen käytettävissä on erilaisia vaihtoehtoja vaadittavan kontrastin muodostamiseksi perusmateriaaliin. Oikean merkintäprosessin valitseminen kulloiseenkin käyttötapaukseen on ratkaisevan tärkeää.

Edut

  • Laaja valikoima alumiinista, ruostumattomasta teräksestä, muovista ja kalvoista valmistettuja materiaaleja erilaisiin sovelluksiin
  • Prosessi auttaa säästämään kulutustarvikkeissa, koska mustetta, värinauhoja tai väriainetta ei tarvita
  • Kestävä merkintä, koska lasermerkintä kiinnitetään suoraan pohjamateriaaliin
  • Laadukas tulostusjälki 500 dpi:n resoluution ansiosta
  • Huoltaminen on erittäin helppoa, sillä käyttö kuitulaserilla ei vaadi paljon huoltoa
Esite
MARKING system
Esitteestä löydät kattavat tiedot merkintätuotteiden valikoimastamme, merkintäjärjestelmiemme tekniikoista sekä merkintämateriaaliemme laadunvarmistuksesta.
Avaa esite
Kaksi henkilöä keskustelemassa merkintämateriaaleista
Lasereiden aallonpituudet

Laser

Laserit luokitellaan laserointiaineen lämpödynaamisten olomuotojen mukaan. Laserointiaine on materiaali, joka soveltuu lasersäteiden tuottamiseen stimuloidun emission avulla. Pumppulähteen ja resonaattorin lisäksi laserointiaine vaikuttaa ratkaisevasti laserin aallonpituuteen, tehoon ja pulssiominaisuuksiin. Laseraktiivinen aine voi olla kiinteä, nestemäinen tai kaasumainen. Merkittävän merkintämateriaalin ominaisuuksien mukaan aallonpituuden ja siten lasertyypin valinta on ratkaisevan tärkeää.

Laserit erotellaan myös niiden käyttötavan mukaan. Jatkuvatoimiset laserit säteilevät jatkuvaa valoaaltoa samalla voimakkuudella, kun taas pulssilaserit tuottavat sykkivää säteilyä, jolla saavutetaan korkeampia energiahuippuja samalla laserteholla. Metallimateriaaleja merkitäänkin pääasiassa pulssilaserilla, koska ne vaativat suuremman energiatiheyden. Orgaanisia materiaaleja puolestaan käsitellään jatkuvilla lasersäteillä.

Yhteenveto lasertyypeistä Oikean lasertyypin määrittäminen ottaen huomioon merkittävä materiaali

Merkintämateriaalit koostuvat eri tavoin ja absorboivat siksi vain tiettyjä aallonpituuksia. Metallisen materiaalin merkitseminen edellyttää siis eri aallonpituutta kuin puumateriaalin. Laser tuottaa vain yhtä aallonpituutta, joten lasertyyppi on valittava merkitsemisen kohteena olevan materiaalin perusteella.

Yb: YAG-laser

CO₂-laser

UV-laser

Lasertyyppi
Laserointiaine Solid-state Kaasu Neste
Laserin aallonpituus 1 064 nm 10,6 µm 355 nm
Merkittävä materiaali Etenkin suurikontrastisiin merkintöihin muoville, teräkselle ja alumiinille Ei-metalliset materiaalit, kuten puu, nahka, lasi tai kivi Erityisesti herkille materiaaleille
Kuitulaserin rakennekaavio

Kuitulaser

Valikoimaamme kuuluva TOPMARK NEO -lasermerkintälaite on kuitulaser. Tässä on kyse erityisestä solid-state-laserin muodosta. Solid-state-laserien aktiivisina väliaineina toimivat seostetut lasit tai kiteet. Tässä peruskide sisältää vastaioneja eri pitoisuuksina (seostus). Tyypillisiä seostusmateriaaleja ovat neodyymi, ytterbium, titaani ja erbium. TOPMARK NEO -laitteen aktiivinen väliaine on ytterbiumioneilla seostettu lasikuitu. Pulssitettu ytterbium-kuitulaser syöttää säteilyä useista pumppulaserdiodeista yhteen kytkentäoptiikkaan. Lasersäde tulee ytterbiumioneilla seostetun kuidun keskiosasta optiseen kuituun. Tämän jälkeen erityinen optinen järjestelmä keskittää säteilyn. Laseraktiivisen kuidun läpi johdettava lasersäteily vahvistuu erittäin paljon pitkän pituuden vuoksi. Kuitulasereilla on myös suuri sähköoptinen hyötysuhde ja erinomainen säteen laatu. Pienemmän aallonpituuden vuoksi laser voi kohdistua pienempään pintaan ja saavuttaa näin CO₂--laseria suuremman resoluution.

Lasertekniikan merkintäperiaate Materiaalista riippuen käytettävissä on erilaisia vaihtoehtoja vaadittavan kontrastin muodostamiseksi perusmateriaaliin.

Kaivertaminen umpimateriaaliin
Kaivertaminen poistamalla pintakerros
Merkitseminen lämpökäsittelymerkinnän avulla
Merkitseminen karbonoinnin tai vaahdottamisen avulla
Työkappaleen meistäminen
Kaivertaminen umpimateriaaliin

Laserkaiverrus perustuu voimakkaisiin laserpulsseihin. Laserpulssien tehotiheys on niin suuri, että käsiteltävä materiaali sulaa ja höyrystyy. Kun kaiverretaan umpimateriaaliin, lasersäde osuu umpimateriaalin pintaan ja luo materiaalia poistamalla syvennyksen, jota kutsutaan kaiverrukseksi.

Kaivertaminen poistamalla pintakerros

Kun kaiverretaan poistamalla pintakerros, merkintä syntyy pintakerroksen ja lasersäteen näkyväksi tekevan pohjamateriaalin välisestä kontrastista. Tätä prosessia käytetään tyypillisesti anodisoidun alumiinin, lakkakerrosten tai erityisten lasermerkintäkalvojen käsittelyyn.

Merkitseminen lämpökäsittelymerkinnän avulla

Lämpökäsittelymerkinnässä laser kiinnittää työkappaleeseen oksidikerroksen. Kerroksen väri riippuu lämpötilasta. Materiaalia ei poisteta, joten työkappaleen pinta pysyy sileänä ja tasaisena.

Merkitseminen karbonoinnin tai vaahdottamisen avulla

Tämä prosessi tuottaa merkinnän sulattamalla materiaalin. Karbonointi sopii vaaleille muoveille, koska se tummentaa materiaalia. Vaahdottaminen sen sijaan muodostaa muoviin pieniä kaasukuplia, jotka heijastavat valoa ja tuottavat siten vaaleita merkintöjä tummiin muoveihin.

Työkappaleen meistäminen

Lasermerkinnän jälkeen lasersäteellä voidaan leikata irti erilaisia muotoja. Laser poistaa materiaalia halutun muodon mukaan ja irrottaa työkappaleen kokonaan.

Pölyn ja kaasujen poistoimulaite

Poistoimu

Lasermerkinnän aikana voi syntyä pölyä ja kaasuja. Ne on poistettava työtilasta, jotta varmistetaan jatkuvasti korkea laatu. Myös työsuojelumääräykset edellyttävät käyttötilanteeseen soveltuvaa poistoimua. Eri suodatusluokkiin kuuluvien suodattimien yhdistelmää suositellaan, jotta mahdollisimman tehokas poistoimu voidaan varmistaa.

Suodattimet erotellaan hiukkaskoon mukaan:

  • Karkeapölysuodatin (hiukkaset > 10 µm)
  • Hienopölysuodatin (hiukkaset 1–10 µm)
  • HEPA-suodatin (hiukkaset < 1 µm)

Ihanteellisessa tapauksessa työtilan ilma esisuodatetaan ensin erilaisten hienopölysuodattimien avulla. Seuraavassa vaiheessa suodatetaan ilmasta pienemmätkin hiukkaset HEPA-suodattimella. Tällä tavalla voidaan saavuttaa 99,9 %:n kokonaispuhtaustaso.