Lazer markalama, markalama malzemelerinin lazer teknolojisi ile markalanması işlemini anlatmaktadır. Burada odaklanmış lazer ışını markalanacak komponentin üzerine konumlanır. Komponente çarpan lazer ışınının enerjisi bir reaksiyonu tetikleyerek dayanıklı ve kalıcı bir etiket bırakır. Malzemeye bağlı olarak ana malzemenin gerektirdiği kontrastı yaratmak için çeşitli seçenekler vardır. İlgili uygulama için uygun markalama yönteminin seçimi çok önemlidir.
Lazerler, lazer ortamlarının termodinamik toplam durumlarına göre sınıflandırılır. Lazer ortamı, uyarılmış emisyon yoluyla lazer ışınları oluşturmaya uygun malzemedir. Pompa kaynağı ve rezonatörün yanı sıra lazer ortamının, lazerin dalga boyu, gücü ve pals özellikleri üzerinde belirleyici bir etkisi vardır. Aktif lazer ortamı katı, sıvı veya gaz olabilir. Markalanacak malzemenin özelliklerine bağlı olarak dalga boyunun ve dolayısıyla lazer tipinin seçimi çok önemlidir.
Lazerler çalışma modlarına göre de farklılaşmaktadır. Kesintisiz dalga lazerler aynı yoğunlukta sabit bir ışık dalgası yayarken, darbeli lazerler aynı lazer gücüyle daha yüksek enerji seviyelerine ulaşan titreşimli ışın üretir. Metal malzemeler çoğunlukla darbeli lazerlerle markalanır çünkü daha yüksek enerji yoğunluğu gerektirirler. Organik malzemeler ise kesintisiz lazer ışınlarıyla işlenir.
Markalama malzemeleri farklı bileşimlere sahiptir ve bu nedenle yalnızca belirli dalga boylarını emer. Örneğin metalik bir malzeme üzerinde markalama oluşturmak, ahşap bir malzemeden farklı bir dalga boyu gerektirir. Lazer tek bir dalga boyu ürettiğinden lazer tipinin markalanacak malzemeye göre seçilmesi gerekir.
| Yb: YAG lazer | CO₂ lazer | UV lazer | |
|---|---|---|---|
| Lazer tipi | |||
| Lazer ortamı | Katı hal | Gaz | Sıvı |
| Lazer dalga boyu | 1.064 nm | 10,6 µm | 355 nm |
| Markalanacak malzeme | Özellikle plastik, çelik ve alüminyum üzerine yüksek kontrastlı harfler için | Ahşap, deri, cam ve taş gibi metalik olmayan malzemeler | Özellikle hassas malzemeler için |
Portföyümüzdeki TOPMARK NEO lazer yazıcı bir fiber lazerdir. Bu, katı hal lazerinin özel bir şeklidir. Katı hal lazerlerindeki aktif ortam katkılı cam veya kristaldir. Yabancı iyonlar kristalde bir dizi konsantrasyonda (katkılama) bulunur. Tipik katkılama malzemeleri neodimiyum, iterbiyum, titanyum ve erbiyum'dur. TOPMARK NEO'nun aktif ortamı, iterbiyum iyonlarıyla katkılı bir cam fiberdir. Darbeli iterbiyum fiber lazer, birden fazla pompa lazer diyotundan gelen ışığı tek kaplinli bir optiğe besler. İterbiyum iyon katkılı cam fiberin orta kısmından çıktıktan sonra lazer ışını optik fibere girer. Daha sonra özel bir optik ışına odaklanır. Aktif lazer fiberin içinden yönlendirilen lazer ışını, çok uzun olduğu için yüksek bir güçlendirmeye uğrar. Fiber lazerler ayrıca yüksek elektriksel-optik verimlilik ve olağanüstü ışın kalitesi sunar. Kısa dalga boyu nedeniyle bu lazerler daha küçük bir yüzeye odaklanabilir ve dolayısıyla CO₂ lazere göre daha yüksek çözünürlük elde edilir.
Lazer kazıma güçlü lazer darbelerini baz alır. Lazer darbelerinin güç yoğunluğu o kadar yüksektir ki işlenecek malzeme erir ve buharlaşır. Katı malzemeyi kazırken, lazer ışını katı malzemenin yüzeyine çarpar, bir girinti (gravür) oluşturmak için malzemenin bir kısmını çıkarır.
Üst katmanın aşındırılması yoluyla kazıma yapılırken, markalama, üst katman ile temel malzeme arasındaki lazer ışınından görülebilen kontrastla oluşturulur. Bu işlem genellikle anodize alüminyum, kaplama katmanları veya özel lazer markalama filmleri için kullanılır.
Tavlama markalamada lazer, malzemeye oksid bir katman uygular. Katmanın rengi sıcaklığa bağlıdır. Bu durumda hiçbir malzeme çıkarılmaz; parçanın yüzeyi pürüzsüz ve düz kalır.
Bu yöntem malzemeyi eriterek etiket oluşturur. Karbonizasyon malzemenin koyulaşmasına neden olduğu için açık renkli plastikler için uygundur. Buna karşılık köpürme, plastikte ışığı yansıtan küçük gaz kabarcıkları oluşturur ve böylece koyu renkli plastik üzerinde açık renkli etiketler oluşturur.
Lazer markalamadan sonra lazer ışını farklı kontur şekillerini kesmek için kullanılabilir. Lazer, malzemeyi sürekli olarak istenen kontur boyunca çıkarır ve parçaları tamamen ayırır.
Lazer markalama sırasında parçacıklar ve gazlar oluşabilir. Sürekli olarak yüksek bir kalite seviyesinin korunmasını sağlamak için bunlar proses ortamından çıkarılmalıdır. Uygulamaya uygun ekstraksiyon iş sağlığı için de gereklidir. Mümkün olan en yüksek ekstraksiyon seviyesi sağlamak için farklı filtre sınıflarının bir kombinasyonunun kullanılması tavsiye edilir.
Filtreler, partikül boyutuna göre ayrılır:
İdeal senaryoda, proses ortamından gelen hava önce farklı ince partikül filtreleri kullanılarak ön filtrelemeye tabi tutulur. İkinci adımda HEPA filtre kullanılarak küçük partiküller de havadan filtrelenir. Bu yolla toplam %99,9 ayırma verimi elde edilir.
