Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
ru en
Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
Разработка и поставка лазерно-оптических компонентов и оборудования. Резидент Технопарка ИТМО
Товар добавлен в корзину
Перейти в корзину
Лазерная маркировка ультрафиолетовым лазером

Лазерная маркировка ультрафиолетовым лазером

09.08.2019
1255
Поделитеcь новостью:

Лазерная маркировка ультрафиолетовым лазером

С.Шелыгина, А.Акимов, Н.Буров, АО «ЛЛС» , Currie Rao, Neo Yang, компания Huaray

Лазерная маркировка - самый современный метод нанесения графической или текстовой информации на поверхности материалов широкого спектра. Она представляет собой локальное облучение поверхности сфокусированным лазерным излучением с высокой плотностью мощности, которое сопровождается удалением материала (абляцией), изменением его цвета и структуры в результате физической или химической реакции, в результате чего формируется перманентное изображение высокой точности.

По сравнению с традиционной механической гравировкой, химическим травлением, трафаретной печатью и струйной маркировкой, лазерная маркировка обладает рядом преимуществ.

Таблица 1. Сравнение лазерной маркировки и струйной печати.

 

Лазерная маркировка


Струйная печать


Обработка

Защита от подделок

  • Перманентное изображение, устойчивое к механическому воздействию, кислотным и щелочным средам, высоким и низким температурам

  • Сложно повторить или изменить

  • Изменяемый и неустойчивый рисунок

Рабочее состояние

  • Высокая эффективность

  • Безостановочная маркировка

  • Работа в статическом или динамическом режиме

  • Низкая эффективность, работа в статическом режиме

Гибкость

  • Маркировка серийных номеров, штрих-кодов, QR-кодов, логотипов, графических рисунков любой сложности

  • Маркировка штрих-кодов, номеров, простой графики

  • 24 – часовая непрерывная работа

  • Программное обеспечение практически полностью исключает брак

  • Не требует обслуживания

  • Не нуждается в создании специальных рабочих условий

  • Может быть встроена в любую производственную линию

  • Высокий процент брака

  • Зависимость от рабочих условий

Разрешение

  • Высокое ≥500 DPI

  • Низкое ≤60 DPI

Стоимость

Исходная стоимость

  • Высокая

  • Низкая

Стоимость

эксплуатации

  • Низкая

  • Высокая

Расходные материалы

  • Не требуются

  • Требуются

Экологичность и безопасность

 

  • Экологически безопасно

  • Загрязняет окружающую среду


Установки для лазерной маркировки изготавливают на основе газовых (СО2-), волоконных и твердотельных (Nd:YAG-) лазеров.

Лазерные маркировщики на основе СО2-лазера обычно применяются для маркировки неметаллов: бумаги, кожи, дерева и т.д. Они имеют небольшой ресурс работы и требуют сложного технического обслуживания.

Наиболее широкое распространение получили волоконные лазерные маркировщики. Их популярность  обоснована более низкой стоимостью, большим ресурсом работы (около 100 000 рабочих часов без обслуживания) и простотой обслуживания. Волоконные лазеры с конструкцией, выполненной по схеме MOPA (оптического усилителя мощности), с перестраиваемой длительностью импульса, позволяют получать черную маркировку на анодированном алюминии, цветную маркировку на металлах, позволяют получать более контрастную маркировку на некоторых видах пластиков, в отличие от обычных волоконных лазеров.


Рисунок 1. Пример СО2-лазерной маркировки на скорлупе. 

Рисунок 2. Пример СО2-лазерной маркировки на коже.


   

Рисунок 3. Пример волоконной лазерной маркировки на керамике 


  

Рисунок 4. Пример волоконной лазерной маркировки на металле


Недостаток волоконных лазеров заключается в том, что при маркировке пластиков они выжигают материал, маркировка получается неконтрастной и недостаточно высокой точности.

Большинство проблем волоконных маркировщиков решаются использованием маркировщиков на основе ультрафиолетового лазера с длиной волны излучения 355 нм.

355 нм – длина волны излучения третьей гармоники твердотельного лазера. Ее генерация происходит по следующей схеме: источник накачки, диод с длиной волны 808 нм, создает инверсию населенности в кристалле Nd:YVO4, который излучает на длине волны 1064 нм. Его излучение попадает на нелинейный кристалл I, в котором возбуждается вторая гармоника (532 нм), затем излучение основной частоты смешивается с излучением второй гармоники на нелинейном кристалле II. В результате на выходе излучается третья гармоника.

   

Рисунок 5. Схема генерации третьей гармоники твердотельного лазера (на примере УФ-лазера компании Huaray).


Длина волны ультрафиолетового лазера 355 нм универсальна для маркировки широкого спектра материалов и идеально подходит для применений, требуемых «холодной маркировкой», то есть с небольшой зоной теплового воздействия.  Ультрафиолетовый лазер может выполнять маркировку пластмасс и силиконовых материалов, бумаги, а также маркировку стекла с меньшим риском микроразрушений.

Ультрафиолетовый лазер излучает на длине волны в 3 раза меньшей волоконного лазера (третья гармоника), 355 нм против 1064 нм, что позволяет достигнуть меньшего размера пятна на обрабатываемой поверхности. А так же, длина импульса УФ-лазеров короче, чем у волоконных, за счет чего то же самое количество энергии сообщается материалу за меньшее время. Таким образом, при обработке некоторых полимеров УФ-излучение не «выжигает» материал, а модифицирует его, разрушая химические связи в веществе, за счет концентрации большой энергий в меньшем объеме и за меньшее время.

Все это позволяет получить контрастное изображение высокой точности на пластике любого цвета (в том числе черном ПВХ и сшитом полиэтилене).

На рисунках приведены примеры маркировки, выполненной маркировщиками на основе волоконного (Fiber), СО2- и УФ (DPSS) лазеров на различных материалах.

   

Рисунок 6. Маркировка на металле, выполненная УФ лазером (DPSS) имеет более высокое разрешение.


 

Рисунок 7. Маркировка бумаги: УФ-лазер в отличие от СО2-лазера не карбонизирует бумагу.


   

Рисунок 8. Маркировка пластиков: четкая и контрастная маркировка УФ-лазером как на белом, так и на цветном пластике.


   

Рисунок 9. Сравнение маркировки трубы, выполненной на волоконном маркировщике (1064 нм) и УФ-маркировщике  (355 нм): волоконный плавит материал, УФ-осветляет.


Установки для лазерной маркировки на основе ультрафиолетового лазера с длиной волны 355 нм подходит для прецизионной обработки электронных компонентов, маркировки печатных плат и микрочипов, солнечных батарей, точной маркировки медицинских инструментов, а также всех видов стекла, керамики, LED панелей, пластиков, бумаги, активно применяются на производстве кабелей, позволяя наносить контрастную маркировку с высоким разрешением на изоляцию кабеля любого диаметра, а также идентификационную информацию (серийные номера, QR-коды, штрих-коды и т.д.) на поверхности материалов широкого спектра, в том числе на «трудные материалы» :сшитый полиэтилен, полиэтилен, ПВХ и др.

Все приведенные примеры маркировки изделий выполнены на оборудовании, производимом компаниями HGTECH. В основе установок находился твердотельный лазерный источник (DPSS) производимый компании Huaray.

   

Понравилось?
Обязательно поделитесь статьей в социальных сетях!