Процесс испарения материала с образованием дыма для нанесения постоянных глубоких отметок называется лазерной гравировкой. Лазерный луч действует как долото, удаляя слои с поверхности материала для вырезания отметки. Чтобы достичь высокой температуры, необходимой для испарения, лазер воздействует на ограниченную область с применением значительного количества энергии.
Из этой статьи вы узнаете, как работает лазерная гравировка и где можно найти лазерный гравер.
От твердого состояния к газообразному: как работает гравировка с помощью волоконного лазера
В то время как при лазерной травлении материал плавится за счет увеличения его шероховатости, при лазерной гравировке происходит сублимация материала, в результате чего образуются глубокие трещины. Это означает, что вместо перехода в жидкое состояние поверхность, подвергаемая гравировке волоконным лазером, поглощает достаточно энергии, чтобы перейти из твердого состояния в газообразное.
Устройства для гравировки с использованием волоконного лазера являются практичными инструментами, учитывая высокие температуры, необходимые для сублимации. Лазерный гравировальный станок должен генерировать достаточно энергии для обеспечения сублимации. Лазерный гравировальный станок с волоконным лазером нагревает поверхность материала до температуры испарения за несколько миллисекунд.
| Материал | Температура испарения |
|---|---|
| Алюминий | 2327 °C |
| Медь | 2595 °C |
| Железо | 3000 °C |
| Свинец | 1750 °C |
| Магний | 1110 °C |
| Цинк | 906 °C |
Источник: “Скорректированные значения температур кипения и энтальпий испарения элементов в справочниках”
Когда вещество достигнет этой температуры, оно превратится в дым. Поэтому при приобретении лазерной системы всегда следует предусматривать наличие системы отвода дыма и воздушного ножа. Это обеспечит защиту рабочей среды и лазерной линзы.
Поскольку волоконный лазерный гравер мощностью 30 Вт генерирует волны, которые хорошо взаимодействуют с металлом, гравировка с помощью волоконного лазера является эффективным методом гравировки.
3 распространенных способа применения гравировки с помощью волоконного лазера
Гравировальный станок с волоконным лазером имеет широкий спектр применения. На самом деле, большинство людей, приобретающих оборудование для гравировки с помощью волоконного лазера, делают это с конкретной целью, но впоследствии расширяют сферу его применения на другие области. Ниже приведены три наиболее распространенных области применения волоконных лазеров.
Штрих-коды
Для гравировки штрих-кодов и серийных номеров на оборудовании и деталях мы обычно выбираем лучший волоконный лазерный гравер, подходящий для данной задачи. Волоконные лазеры обеспечивают высокое качество маркировки, которую могут распознавать сканеры штрих-кодов. Для присвоения серийных номеров можно использовать различные структуры кодов, в том числе коды UPC, одномерные коды и коды Data Matrix.
При серийной маркировке нескольких деталей можно использовать лазерный гравер с зажимным устройством, которое удерживает отдельные детали на рабочей платформе. После этого все детали можно промаркировать одновременно. Таким образом, отпадает необходимость в специальном операторе для смены деталей.
Логотипы продуктов / компаний
Если вы руководите компанией по производству высококачественной продукции, гравировка логотипа гарантирует, что ваш бренд всегда будет на виду у клиентов. Поскольку клиенты могут удалить этикетки как намеренно, так и случайно, логотипы, нанесенные лазерной гравировкой, предпочтительнее печатных этикеток.
Дизайн
Лазерные граверы на волоконной основе также можно использовать для изготовления изделий на заказ. Вы вполне можете организовать очень прибыльный бизнес, специализируясь на выполнении нестандартных проектов. Кроме того, вы можете на коммерческой основе оказывать помощь компаниям и стартапам, нанося их логотипы на изделия. Также можно продавать персонализированные товары, такие как настенные украшения, ювелирные изделия и часы.
Машина для гравировки с использованием волоконного лазера для промышленного применения
Автомобильная промышленность
Гравировка металла с помощью волоконного лазера приобрела большую популярность в автомобильной промышленности. В одном автомобиле насчитывается примерно 35 000 деталей. Эти детали изготавливаются из различных материалов, таких как нержавеющая сталь, железо, латунь и пластик. С помощью волоконного лазера можно наносить гравировку на металл с высокой точностью размеров и стилей.
Ниже приведены некоторые области применения волоконных лазерных маркировочных устройств для нанесения маркировки на детали в автомобильной промышленности.
- Нанесение информации, такой как страна происхождения, серийные номера и штрих-коды, на детали ремней безопасности.
- Обозначение различных элементов приборной панели и кнопок. Днём они должны быть хорошо видны, а ночью — подсвечиваться. В связи с этим используются дневные и ночные обозначения.
- Эти процессы также могут применяться для нанесения маркировки на другие материалы, например на керамику, используемую при производстве свечей зажигания.
На блоках цилиндров, датчиках автомобилей, номерах VIN шасси и запчастях для мотоциклов наносится маркировка с помощью волоконного лазера.
Читаемость и отслеживаемость — две из самых серьезных проблем, связанных с маркировкой в этой отрасли. Маркировка на деталях должна быть пригодной для машинного считывания и позволять отследить страну их происхождения. Именно по этой причине в последнее время все большую популярность приобретают волоконные лазеры.
Промышленность по производству печатных плат
Наиболее важными элементами, необходимыми для создания схем и систем, являются компоненты печатных плат. С помощью волоконно-лазерных маркировочных машин можно наносить маркировку на печатные платы и полупроводниковые компоненты, а также текст и графические изображения.
Благодаря бесконтактной технологии обработки не возникает механического напряжения. Поскольку лазерный луч имеет очень малый диаметр, гравировка стали с помощью волоконного лазера позволяет наносить надписи на крошечные детали, такие как конденсаторы и кварцевые генераторы.
Электронная промышленность
В такой динамичной сфере деятельности крайне важно уделять первостепенное внимание эффективности, одновременно удовлетворяя растущий спрос. При этом также предъявляются требования к качеству и безопасности. Телевизоры, ноутбуки и смартфоны — все эти устройства состоят из микроскопических частиц.
Благодаря способности обрабатывать мелкие элементы без повреждения окружающего материала, маркировка с помощью волоконного лазера является наиболее эффективным методом маркировки в данной отрасли.
Медицинская отрасль
Расположение, размер и содержание маркировки строго регламентируются в медицинских учреждениях и на предприятиях-производителях медицинского оборудования. Маркировка должна выдерживать воздействие кислот, коррозию, стерилизацию и высокотемпературную очистку.
Медицинские инструменты могут становиться всё компактнее и проще в использовании. Однако основными приоритетами отрасли по-прежнему остаются высокое качество и безопасность. Маркировка с помощью волоконно-лазерного гравера становится всё более популярной в отрасли благодаря высокому качеству, экономичности, скорости, надёжности и универсальности.
Ювелирная промышленность
Золото, серебро и другие драгоценные камни можно маркировать с помощью волоконных лазерных станков.
Чтобы предотвратить подделку, с помощью высококачественного волоконного лазера на ювелирных изделиях можно нанести гравировку с названием или логотипом. Это крайне важно для незаметного сохранения их подлинности.
В ювелирной промышленности волоконный лазер используется для гравировки благодаря своей абсолютной точности, надежности и отсутствию повреждений соседних деталей.
Какие материалы можно маркировать с помощью гравировального станка с волоконным лазером?
Если материалы твердые, хрупкие и черного цвета, даже самый лучший волоконный лазерный гравер способен творить с ними чудеса.
Это означает, что лазер может наносить гравировку на большинство металлов и некоторые неметаллические материалы. Например, волоконный лазер можно использовать для нанесения высококонтрастных маркировок на латунь, нержавеющую сталь и другие материалы. Как CO₂-лазерные, так и волоконные лазерные маркировщики можно использовать на различных материалах, таких как пластмассы. Однако результаты могут значительно варьироваться, и необходимо учитывать стоимость различных решений. Ниже приведен список материалов, на которых можно наносить маркировку с помощью волоконного лазера.
Металл
Гравировальный станок с волоконным лазером для металла позволяет придать изделию более изящный и красивый вид. Раньше большинство гравировок на металле выполнялось с помощью гравирования стали волоконным лазером. К ним относятся изделия, используемые в ювелирной промышленности, электронике и других отраслях. К металлам, на которых можно наносить маркировку с помощью волоконного лазера, относятся следующие.
1. Нержавеющая сталь
Сталь — один из наиболее широко используемых металлов в мире. Благодаря этому она является одним из самых узнаваемых металлов. Волоконные лазеры — идеальный способ маркировки стали, поскольку они сочетают в себе скорость, универсальность и надежность. Серийные номера, внутренние коды и другие маркировки на стальных деталях.
2. Алюминий
Волоконные лазеры используются для гравировки и маркировки алюминия, поскольку позволяют получать четкие и контрастные отметки. С их помощью можно наносить такие отметки на алюминий за короткий промежуток времени.
3. Латунь
Из-за высокой отражательной способности латунь является металлом, на котором сложнее наносить клеймо. Как правило, она отражает всё, что на неё направлено. Благодаря своему принципу действия технология волоконного лазера является отличным решением. Для достижения желаемых результатов она должна работать с высокой пиковой мощностью.
Золото, платина, железо, алюминий и серебро — вот лишь некоторые из металлов, которые нашли применение в различных отраслях промышленности.
Пластмассы
Пластик — это неметаллический материал, который часто используется в данной технологии маркировки.
Мы используем волоконные лазерные граверы в различных отраслях промышленности, включая автомобилестроение, пищевую промышленность и аэрокосмическую отрасль, а также в сфере бытовой электроники и медицины. На пластиковых изделиях необходимо наносить ровные и четкие маркировки по целому ряду причин, в том числе для идентификации и отслеживания.
Эти маркировки можно увидеть на готовой продукции, штрих-кодах и этикетках для отслеживания. Пластики пищевого назначения, добавляемые до нанесения маркировки, являются хорошим примером маркированных пластиков.
Маркировка пластмасс с помощью волоконного лазера возможна только на распространенных видах пластмасс, таких как ПВХ, ПЭ, АБС и других, начиная с этапа производства технических пластмасс и заканчивая готовой продукцией.
Углеродное волокно
На этом материале обычно легко наносить маркировку с помощью волоконных лазерных маркировочных устройств, поскольку результат всегда получается чёрным.
Что выбрать: лазерную гравировку или лазерное травление?
Мы используем несколько технологий для различных целей. Когда мы не можем определиться между гравировкой и травлением и не знаем, какой из этих методов лучше, нам необходимо учитывать следующие три фактора:
- Стойкость к маркировке: способность сохранять четкость в суровых условиях
- Скорость лазерной маркировки: время маркировки для предотвращения производственных заторов
- Маркируемый материал: совместимость с методом маркировки
На металлических изделиях, подверженных различным видам износа или проходящих поверхностную обработку, часто наносят гравировку с помощью лазерной технологии. Сталь и алюминий отлично подходят для гравировки по металлу (в том числе анодированный и литой под давлением алюминий).
Гравировка 2D-кодов с помощью волоконного лазера
Возможность гравировки двумерных кодов является наиболее впечатляющим аспектом процесса маркировки с помощью волоконного лазерного гравера. После обработки с помощью волоконного лазерного гравера изделие сохраняет высокую читаемость маркировки. Для решения самых сложных задач по обеспечению прослеживаемости такие виды обработки могут включать дробеструйную обработку, электростатическое нанесение покрытия и термообработку.
Лазерная гравировка, как правило, предпочтительна в тех случаях, когда не требуется нанесение маркировки с максимальной коррозионной стойкостью. Это связано с тем, что данный метод является быстрым и в значительной степени не зависит от абляции. К материалам, на которых можно выполнять лазерную гравировку, относятся сталь, алюминий, анодированный алюминий, свинец, магний и цинк.
Лазерное отжигание — ещё один уникальный метод маркировки металлов, таких как нержавеющая сталь.