Lasercodering beschrijft het proces van het markeren van markeringsmaterialen met behulp van lasertechnologie. Hierbij wordt een gefocusseerde laserstraal over het te markeren onderdeel geleid. De energie van de laserstraal die de component raakt, veroorzaakt een reactie die een bestendige en permanente markering achterlaat. Afhankelijk van het materiaal zijn er verschillende mogelijkheden om het gewenste contrast ten opzichte van het basismateriaal te verkrijgen. De keuze van het juiste markeringsproces voor de betreffende toepassing is cruciaal.
Lasers worden gecategoriseerd volgens de thermodynamische aggregaattoestanden van hun lasermedium. Een lasermedium is het materiaal dat geschikt is om laserstralen door middel van gestimuleerde emissie te genereren. Naast de pompbron en de resonator heeft het lasermedium een beslissende invloed op de golflengte, het vermogen en de pulseigenschappen van de lasereigenschappen. Een laseractief medium kan een vaste stof, vloeistof of gas zijn. Afhankelijk van de eigenschappen van het te markeren markeringsmateriaal is de keuze van de golflengte en dus het lasertype cruciaal.
Lasers worden bovendien onderscheiden op basis van hun bedrijfstoestand. Terwijl continulasers een constante lichtgolf met dezelfde intensiteit uitzenden, genereren gepulseerde lasers een pulserende straling die met hetzelfde laservermogen hogere energiepieken bereikt. Metalen materialen worden daarom voornamelijk gemarkeerd met gepulseerde lasers, omdat ze een hogere energiedichtheid vereisen. Organische materialen worden daarentegen verwerkt met continue laserstralen.
Markeringsmaterialen zijn verschillend samengesteld en absorberen daarom alleen bepaalde golflengten. Het coderen van een metaalachtig materiaal vereist daarom een andere golflengte dan een houten materiaal. Een laser genereert een enkele golflengte, dus het lasertype moet worden gekozen op basis van het te markeren materiaal.
| Yb: YAG-laser | CO₂-laser | Uv-laser | |
|---|---|---|---|
| Lasertype | |||
| Lasermedium | Vaste stof | Gas | Vloeistof |
| Golflengte van de laser | 1064 nm | 10,6 µm | 355 nm |
| Te markeren materiaal | Speciaal voor contrastrijke markeringen op kunststof, staal en aluminium | Niet-metalen materialen zoals hout, leder, glas of steen | Speciaal voor gevoelige materialen |
De TOPMARK NEO-lasermarkeerder uit ons productenprogramma is een vezellaser. Dit is een speciale variant van de vastestoflaser. Het actieve medium in vastestoflasers zijn gedoteerd glas of gedoteerde kristallen. Hierbij zijn vreemde ionen in verschillende concentraties (dotering) in het basiskristal ingesloten. Typische doteringsmaterialen zijn neodymium, ytterbium, titanium en erbium. Het actieve medium van de TOPMARK NEO is een glasvezel gedoteerd met ytterbiumionen. De gepulseerde ytterbiumvezellaser voedt straling van verschillende pomplaserdiodes in een inkoppeloptiek. Nadat de laserstraal uit het middengedeelte van de met ytterbiumionen gedoteerde glasvezel komt, gaat deze een optische vezel binnen. Aansluitend focust een speciaal optisch systeem de straling. De laserstraling die door de laseractieve vezel wordt geleid, ondervindt een zeer hoge versterking vanwege de lange lengte. Vezellasers bieden bovendien een hoog elektrisch-optisch rendement en een uitstekende straalkwaliteit. Vanwege de geringere golflengte kan deze laser op een kleiner oppervlak worden gefocust en behaalt zodoende een hogere resolutie dan een CO₂-Laser.
Lasergraveren is gebaseerd op krachtige laserpulsen. De vermogensdichtheid van de laserpulsen is zo hoog dat het te verwerken materiaal smelt en verdampt. Bij het graveren in massief materiaal raakt de laserstraal het oppervlak van het massieve materiaal en creëert een uitsparing, bekend als een gravure, door het materiaal te verwijderen.
Bij graveren met verwijdering van de toplaag wordt de markering gecreëerd door het contrast tussen de toplaag en het basismateriaal dat zichtbaar wordt door de laserstraal. Dit proces wordt meestal gebruikt voor geanodiseerd aluminium, lakcoatings of speciale lasermarkeerfolies.
Bij markering door tempering brengt de laser een oxidelaag in het werkstuk aan. De kleur van de laag ontstaat afhankelijk van de temperatuur. Er wordt geen materiaal verwijderd, zodat het oppervlak van het werkstuk glad en gelijkmatig blijft.
Met deze methode wordt een codering gemaakt door het materiaal te smelten. Carboniseren is geschikt voor lichtgekleurde kunststoffen, omdat het het materiaal donkerder maakt. Door opschuimen daarentegen ontstaan er kleine gasbelletjes in de kunststof. Deze weerkaatsen licht, waardoor er heldere coderingen op donkere kunststoffen ontstaan.
Na de lasermarkering kunnen verschillende contourvormen met behulp van de laserstraal worden uitgesneden. Daarbij verwijdert de laser het materiaal langs een gewenste contour steeds verder tot het werkstuk volledig is doorgesneden.
Tijdens het lasercoderen kunnen stof en gassen ontstaan. Deze moeten uit de bewerkingsruimte worden verwijderd om een gelijkblijvende hoge kwaliteit te waarborgen. Ook vanwege de arbeidsveiligheid is een afzuiging die afgestemd is op de desbetreffende toepassing noodzakelijk. Om een zo hoog mogelijke afzuigingsgraad te behalen, is een combinatie van filters van verschillende filterklassen zinvol.
Bij filters wordt onderscheid gemaakt naar de deeltjesgrootte:
In het ideale geval wordt met behulp van verschillende fijnstoffilters de lucht uit de bewerkingsruimte eerst voorgefilterd. Vervolgens worden in een tweede stap met een HEPA-filter ook kleine deeltjes uit de lucht gefilterd. Op deze manier kan een totale retentie van meer dan 99,9% worden bereikt.
