על מתכת, הבחירה פשוטה: לייזר סיב 1064 ננומטר מסמן את רוב הסגסוגות, ורק מתכות בעלות רפלקטיביות גבוהה (נחושת, כסף, זהב) דורשות בדיקה. על פלסטיק, אותה קרן מייצרת סימן שחור וניגודי בחלק אחד ואין סימן בחלק השני, למרות ששניהם נראים זהים. ההבדל טמון בפולימר, בצבע ובחומר המילוי, ולא בהגדרות המכונה.
לכן, סימון לייזר על פלסטיק דורש סדר שונה מפלדה: תחילה החומר, לאחר מכן אורך הגל, לאחר מכן ההספק והמהירות. טקסט זה מארגן זאת למטריצה אחת: חומר × אורך גל (10.6 מיקרומטר CO2, סיבים 1064 ננומטר, UV 355 ננומטר) × אפקט × האם נדרש תוסף פעיל לייזר. אנו ממלאים מטריצה זו רק עם מידע שאושר על ידי יצרני המקור ופרסומים; השדות הנותרים מסומנים כ"דורש בדיקה".
בסוף, יש דף בדיקה טרום יישום וסעיף על אדים, כי עם פלסטיק, פליטה היא חלק מהתהליך. שיטות סימון וההבדל בין סימון לחריטה נדונים בנפרד בטקסט בנושא.סימון קבוע של חלקים (מקור בפולנית).
ארבעה מנגנונים: מה לייזר עושה לפולימר
הלייזר אינו "שורף" את הכיתוב בחומר בצורה אחת. לדברי יצרן מכונת הלייזר, שיטת החלפת החומר תלויה בעיקר באורך הגל ובמשך הפעימה, ובפועל משתמשים בארבעה מנגנונים.
| מַנגָנוֹן | מה קורה | מראה אופייני | האם יש הפסד חומרי? |
|---|---|---|---|
| שינוי צבע | תגובה כימית של פיגמנט או פולימר | שלט כהה על רקע בהיר או שלט בהיר על רקע כהה | לא - משטח חלק |
| פִּחוּם | פירוליזה של מטריקס; סימן שחור הוא תוצרי פחמן (פולימרים 2019) | שחור או חום כהה | מִינִימוּם |
| הַקצָפָה | התכה וגיזוז; בועות מפזרות אור (פולימרים 2019) | סימן בהיר ומרשים על פלסטיק כהה; לפי יצרן המכונה, 20-40 מיקרומטר | לא - השלט בולט |
| הסרת שכבה | תמונה של הלכה או ההדפס | ניגודיות מהשכבה שמתחת (מקשים, פאנלים) | כן - רק שכבת שכבה עליונה |
כלל האצבע נובע מחומרי הסימון של יצרן המוצר: בחומרים בהירים, המטרה היא סימן כהה (פחמן או שינוי צבע), בעוד שבחומרים כהים יותר, סימן בהיר (הקצף). איזה מנגנון מופעל על החלק תלוי בשאלה האם הפולימר והצבע שלו סופגים אורך גל נתון - וזהו לב ליבת הבחירה.
מה כל אורך גל עושה על החומר
CO2 (10.6 מיקרומטר) נספג על ידי רוב החומרים האורגניים; יצרן הסימון מתאר את השפעתו כחימום והתכה של פני השטח, תוך יצירת סימן קמור או קעור. קרן זו מתאימה לחומרים שקופים (עובדת על זכוכית ו-PET), להסרת שכבות ואריזות; ניגודיות הצבעים על פלסטיק טכני מוצק מוגבלת.
סיב (1064 ננומטר), על פי יצרן הסימון, "מחמם בעיקר את פני השטח כדי ליצור סימן" ואינו מסמן עצמים שקופים. יצרן הלייזר מפרט את החומרים הבאים המסומנים בסיב: ABS, פוליאמיד, פוליקרבונט, PMMA ו"פלסטיק עם תוספי לייזר". כאשר החומר סופג 1064 ננומטר, סיב הוא המקור הזול והמהיר ביותר; PE ו-PP ללא התוסף אינם מייצרים סימן קריא.
ירוק (532 ננומטר) הוא, לדברי יצרן המכונה, "מגוון רחב יותר של חומרים" מאשר 1064 ננומטר הסטנדרטי; הוא נדיר בחנויות פולניות, ומלבד הצהרה כללית זו אין נתונים לכל חומר, ולכן איננו כוללים אותו במטריצה - בדקו עם היצרן את המקורות.
פוטוני UV (355 ננומטר) משבשים קשרים מולקולריים במקום להמיס את החומר - זהו "סימון קר" עם עומס תרמי מינימלי. יצרן מכונת הסימון מציין UV עבור PC, ABS ו-PA, עבור פלסטיק שקוף ללא תוספים, עבור סיליקון ועבור PE/PP; יצרן המכונה מציין UV עבור פלסטיק מעכב בעירה. נקודת ה-UV קטנה יותר, דבר שחשוב עבור קודים עדינים באלקטרוניקה.
חומר × אורך גל × אפקט × מטריצת תוספת
להלן, סיכמנו את מה שניתן לתמוך בו על ידי מקורות. "ניסיון" פירושו שהמקורות המצוטטים אינם מספקים תשובה חד משמעית לשילוב זה - התוצאה תלויה בצבע ובתוספים ודורשת בדיקה על האצווה שלך.
| חוֹמֶר | CO2 10.6 מיקרומטר | סיב 1064 ננומטר | UV 355 ננומטר | השפעה אופיינית | תוסף אקטיבי בלייזר |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | לְנַסוֹת | כן, בלי תוספים | כן - כתם שחור על טבעי | שינוי צבע / פחמן | לֹא |
| PC | לְנַסוֹת | כֵּן | כן - גם השלט בתוך השלט השקוף | שינוי צבע, כתם כהה | לֹא |
| PA6 / PA66 | לְנַסוֹת | כֵּן | כן - שלט בהיר על רקע כהה | הקצפה / שינוי צבע | לֹא |
| PA עם סיבי זכוכית | לְנַסוֹת | דוגמה - עם מילוי "ייתכן שיסומן אחרת" | לְנַסוֹת | תלוי בצבע ובתוספים | תלוי במפלגה |
| נקודת מכירה | לְנַסוֹת | אין מקור יצרן - אל תניח שזה עובד | לְנַסוֹת | תלוי בצבע ובתוספים | לְנַסוֹת |
| פ | לְנַסוֹת | נספג בצורה גרועה, כמעט ולא משנה צבע | כן, עם פרמטרים ספציפיים | שינוי צבע | כן באינפרא אדום; לא באולטרה סגול |
| עמ' | לְנַסוֹת | סופג בצורה גרועה, אינו מתפחם | כן, עם פרמטרים ספציפיים | שינוי צבע | כן עם IR, אבל זה לא תמיד עוזר |
| לְלַטֵף | כן - שקוף | כן - רגישות גבוהה | כן, שקוף וצבעוני | שינוי צבע | לֹא |
| PMMA | כן - חריטה מט | כֵּן | לְנַסוֹת | תבליט / שינוי צבע | לֹא |
| נ.ב. | לְנַסוֹת | כן - רגישות גבוהה | לְנַסוֹת | פחמן / שינוי צבע | לֹא |
| לְהָצִיץ | לְנַסוֹת | לְנַסוֹת | לְנַסוֹת | תלוי בצבע ובתוספים | לְנַסוֹת |
| סִילִיקוֹן | לְנַסוֹת | לְנַסוֹת | כן - ניגודיות גבוהה מאוד | שינוי צבע | לא עם UV |
| TPU | לְנַסוֹת | בדרך כלל דורש תוספת | לְנַסוֹת | שינוי צבע | כן עם IR |
| PBT | לְנַסוֹת | לְנַסוֹת | לְנַסוֹת | תלוי בצבע ובתוספים | לְנַסוֹת |
| PVC | לא בלי סינון כימי - כלור → HCl | לא בלי סינון כימי - כלור → HCl | אין מקור; אותו כלור | סימן זהב (CO2) עם סינון כימי בלבד | — |
למה "ככה" בטבלה: סיבים על ABS, PA, PC ו-PMMA - יצרן לייזר; ABS, PS, PET תחת קרינת אינפרא אדום, ספיגה גרועה עבור PE ו-PP, תוספים עבור PE, PP ו-TPU - פולימרים 2019; UV על ABS, PC, PA, PET, סיליקון, PE ו-PP, CO2 על PET שקוף, מילוי זכוכית - יצרן סימון; PVC - יצרן מערכות סימון. יצרן הסימון מציין כי פלסטיק שחור פחמן "לעתים קרובות לסמן היטב", בעוד שקשה יותר לסמן חומרים ממוחזרים - אותו שם מסחרי בשתי קבוצות יכול להניב שתי תוצאות שונות.
מדוע PE, PP ופלסטיק שקוף דורשים UV או תוספים
פוליאתילן ופוליפרופילן הם חומרי האריזה הנפוצים ביותר וגם הקשים ביותר לסיבים. מחקר של צ'יז'בסקי ושותפיו למחברים (Polymers 2019) קובע בבירור ש-HDPE ו-PP סופגים קרינה של 1064 ננומטר בצורה גרועה, ולכן הם בקושי משנים את צבעם, ו-PP אינו מתפחם.
ישנן שתי אפשרויות. הראשונה היא תוסף לייזר אקטיבי (LMA, masterbatch) שנוסף במהלך ההזרקה או האקסטרוזיה, אשר סופג קרינה אינפרא אדומה ויוזם את שינוי הצבע. פתרון זה מיועד ליצרן הרכיבים, לא לחומר הסימון: לא ניתן "לעדן" את החלק המוגמר. התוסף גם אינו ערובה - במחקר המצוטט, LMA ב-PP הפחית את הניגודיות, ו-PP פיגמנטד בפחמן שחור סומן בצורה הטובה ביותר.
האפשרות השנייה היא UV. יצרן הסימון כותב ש-PE ו-PP "דורשים פרמטרים ספציפיים של UV", אך מסמנים ללא תוספים. חומרים שקופים שדרשו תוספים כימיים עם לייזרי IR ישנים יותר אינם דורשים זאת עם UV. אם אתם מסמנים חלקים של מישהו אחר ואין לכם שליטה על הנוסחה, סימון פלסטיק עם לייזר UV הוא הדרך היחידה לעשות זאת, ללא קשר למה שהמעבד הוסיף.
סימון UV בקור: כאשר 355 ננומטר שווה את העלות הנוספת
יצרן מכונת הסימון מסביר שפלסטיקה "שומרת על חום": חלק יכול להתעוות או להתנפח כאשר הוא נחשף למקור חום, ולכן הם ממליצים על קרינת UV עבור חלקים רגישים. יצרנים אחרים מוסיפים שפולסים קצרים יותר (MOPA) מגבילים הקצפה והתכה - זהו מסלול עקיף שאינו מחליף אורכי גל אחרים.
בהצעת רובוטיוס תפקיד זה ממולאמכונת סימון UV RBZ 1515UVמקור UV JPT 5 W (355 ננומטר), שטח עבודה 150 × 150 מ"מ, חומר עבודה עד גובה 250 מ"מ, ראש גלווונומטרי עד 7 מטר/שנייה, דיוק עד 0.01 מ"מ, אורך חיים של המקור לפי היצרן עד 20,000 שעות פעולה, צריכת חשמל מקסימלית 900 W ב-230 וולט; EZCAD 2 כלול, LightBurn אופציונלי. היצרן מתאר את התהליך כאבלציה פוטוכימית ללא נזק תרמי ומפרט פלסטיק, זכוכית, קרמיקה, אלקטרוניקה וסימון בזמן אמת. מחיר מומלץ באתר roboteus.com: החל מ-19,512.00 זלוטי נטו (נכון לאוקטובר 2026), מוגדר לתהליך.
תוספת ה-UV ניתנת למדידה. לפי מחירי המחירון נכון לאוקטובר 2026, חנות אחת מתמחרת סיב UV של 5W ב-28,455.28 זלוטי נטו, בהשוואה ל-15,121.95 זלוטי נטו עבור סיב של 30W (הפרש של 13,333.33 זלוטי); בשתי חנויות אחרות, ההבדל בין סיב UV של 5W לסיב של 30W דומה - פירוט מלא ניתן בטקסט על בחירת טוש. הבדל זה הגיוני אם הרכיבים שלכם כוללים PE, PP, פלסטיק שקוף, סיליקון או חלקים רפואיים - יצרן הטוש מציין כי סימן ה-UV על חומרים רפואיים עמיד בפני ממסים, אוטוקלאבים ושחיקה, וכי הדפסת טמפון דוהה לאחר עיקור.
אם אתם מסמנים בעיקר ABS, PC ו-PA, וחוץ מפלסטיק גם מתכת, סיבים בדרך כלל מספיקים -סמן סיבים RBZ 2020(Raycus 50 W, שדה 200 × 200 מ"מ) מתואר על ידי היצרן כמכונה למתכות ולחומרים נבחרים. בחירת ההספק, השדה והמקור מתוארים במדריך.כיצד לבחור טוש לייזר (מקור בפולנית).
PVC ופלסטיק כלורי: כלור, HCl וסינון כימי
PVC תחת אור לייזר מייצר סימן קריא - יצרן מערכת הסימון מתאר "סימן זהב ייחודי, קבוע ועמיד בפני שחיקה" העשוי מ-CO2 בהערת היישום שלו - וזו מלכודת. אותה הערה קובעת שסימון לייזר של PVC משחרר אדי כלור, וכי כלור בשילוב עם אדי מים יוצר חומצה הידרוכלורית, אשר מפרקת מתכות ופלסטיק בסביבת הייצור. היצרן מכנה אוורור פליטה "דרישה בסיסית", ומסנני PVC מוחלפים "מדי חודש או רבעון".
לייזר פוקוס וורלד מוסיפה כי אדים של PVC ו-PET מכילים מימן כלורי ובנזן, והחלקיקים הדביקים יכולים לסתום מסננים סטנדרטיים תוך דקות. מכאן הסינון בן שלושת השלבים: סינון מקדים, HEPA וחלק כימי. יצרן מערכת הסימון טוען ליעילות HEPA של 99.997% בעובי של 0.3 מיקרון עבור המנופים שלו, וזמין דגם נפרד עם תוספת כימית עבור PVC.
כלל אצבע: אין לקבל הזמנות של PVC, מעטפות כבלים "ויניל", רדידות PVC דביקות עצמית, או חומרים דמויי עור בעלי הרכב לא ידוע ללא מסנן כימי. הערה זו חלה על CO2, ויצרני מקורות סיבים אפילו לא מתארים PVC כחומר סימון - לכן יש להחיל את אותם הכללים על סיבים.
חלקים נפוצים ומה עובד עליהם
התרגום של המטריצה לפרטים ממשיים נראה כך:
- מעטפות מכשירים (ABS, PC, PC/ABS)— סיב או UV; סימן כהה על מארז התאורה. עבור חומרים ממוחזרים או מעכבי בעירה, יש לבדוק על כל אצווה; יצרן המכונה מציין UV עבור חומרים מעכבי בעירה.
- מחברים ורכיבים אלקטרוטכניים (PA, PBT, PA GF)— סיב PA ו-UV; PBT ופיברגלס PA הם תחום ה"בדיקה". קודי DataMatrix עדינים הם טיעון לנקודת UV קטנה יותר.
- כבלים ומעטפות (PE, PVC, TPU)— PE ו-TPU על סיבים דורשים בדרך כלל תוסף, סימני UV על PE בלעדיו; PVC רק עם סינון כימי.
- אריזות (PET, PP, PE)— PET על CO2 ו-UV; PP ו-PE על סיבים תלויים בתוסף; בקו זה נקבע על ידי סימון בזמן אמת וזמן מחזור.
- מוצרי אלקטרוניקה וקידום מכירות— הסרת לכה ממפתחות, אותיות בהירות על תרמילים כהים, עטים וטבעות מפתחות העשויים מחומרים בעלי הרכב לא ידוע; כאן קרינת UV מנצחת מכיוון שהיא פועלת על מספר החומרים הגדול ביותר מבלי לבקש את המתכון.
בדיקות טרום יישום: כרטיס בדיקה
הפסולת הגדולה ביותר בפלסטיק אינה נובעת ממכונה פגומה, אלא מניסויים שדילגו עליהם. כל חלק, צבע ואצווה חדשים עוברים את אותו גיליון בדיקה לפני שהם נשלחים להזמנה:
- זיהוי חומרים— סימון על הפרטים (למשל ">ABS", ">PA66-GF30", גיליון נתונים טכני של המעבד, מידע על הצבע, המילוי, חומרי ההידראוליזה ושיעור החומר הממוחזר.
- רשת פרמטרים— על פרט בודד, שדות עם עוצמה גוברת, מהירות יורדת ומיקוד משתנה. אתם מחפשים את האנרגיה הנמוכה ביותר שמייצרת ניגודיות מלאה; יותר מדי גורם להקצפה, מילוי חסר ועיוות.
- הערכת ניגודיות וקצה— תחת זכוכית מגדלת: חדות שוליים, קמירות תווים, סדקים דקיקים. בדיקת קודים דו-ממדיים באמצעות סורק, ואם הלקוח דורש הערכת איכות, באמצעות מאמת.
- מבחן עמידות— מגבון אלכוהול איזופרופילי, מגבון בד, ולחלקים רפואיים או ניקוייים, מחזור כביסה או עיקור מתהליך הלקוח. היצרנים אינם מספקים סטנדרטים מספריים לשחיקה, ולכן הקריטריונים מוסכמים עם הלקוח.
- רְשׁוּמָה— חומר, אצווה, מקור, הספק, מהירות, תדירות, מיקוד, תוצאה, תאריך. אתה מתחיל את האצווה הבאה עם ההגדרות השמורות ובודק את יכולת ההחזרה.
בריאות ובטיחות: אדים מפלסטיק ודרגת לייזר
כל פלסטיק מתחת לקורה פולט עשן ותוצרי פירוק נדיפים - לא רק PVC. מערכת שאיבת הפלסטיק כוללת שלושה שלבים - פילטר מקדים, פילטר HEPA וחלק כימי (פחם פעיל) - כך מתכננת אותה BOFA, בין היתר, מכיוון שתרכובות נדיפות אינן מיוצרות רק על ידי PVC (Laser Focus World: PET משחרר בנזן). פלסטיק כלורי דורש מחסנית כימית ייעודית והחלפות פילטר תכופות יותר (יצרן מערכת הסימון). תקנת המכונות (EU) 2023/1230, החלה החל מ-20 בינואר 2027, דורשת שמירה, לכידה, פליטה או סינון של פליטות של חומרים מסוכנים.
הנושא השני הוא סוג הלייזר. לפי CIOP-PIB, הסיווג לפי PN-EN 60825-1:2014-11 כולל גם לייזרים סגורים לחלוטין בעלי עוצמה גבוהה בקטגוריה 1; ראש גלוו פתוח מעל השולחן הוא בקטגוריה 4, שבה אפילו השתקפות מפושטת מסוכנת. השתקפויות הן אמיתיות עם חומרים מבריקים ושקופים, ולכן בית או זכוכית התואמים לאורך הגל (355 ננומטר הוא מסנן שונה מ-1064 ננומטר) הם חובה; בחירת הבית והזכוכית מתוארת בטקסט על בחירת מכונת סימון. תמצאו מכונות סגורות ופתוחות בין...סמני לייזר של רובוטאוס.
שאלות נפוצות
האם טוש סיבים יסמן פלסטיק?
זה תלוי בחומר. לפי יצרן לייזר הסיבים, 1064 ננומטר מסמן ABS, פוליאמיד, פוליקרבונט, PMMA ופלסטיק עם תוספי לייזר. זה משאיר סימן קלוש או ללא סימן כלל על PE ו-PP ללא תוספים, מכיוון שפולימרים אלה סופגים את 1064 ננומטר בצורה גרועה (פולימרים 2019). לפני הרכישה, בדקו את הלייזר על החלקים שלכם.
האם סימון לייזר של פלסטיק דורש מיצוי?
כן, עם כל סוג פלסטיק, מכיוון שפירוק פולימרים מייצר עשן ותרכובות נדיפות. עבור PVC, יצרן מערכת הסימון מכנה פליטה "דרישה בסיסית", והמסנן חייב להיות בעל מקטע כימי, מכיוון שכלור ואדי מים יוצרים חומצה הידרוכלורית. ללא פליטה כזו, לא ניתן לסמן PVC כלל.
מדוע לא ניתן לסמן PP ו-PE באמצעות לייזר סיב?
מכיוון שהם סופגים 1064 ננומטר בצורה גרועה, אלומת הסיבים עוברת דרך החומר במקום לשחרר אנרגיה על פני השטח, ו-PP אינו מתפחם (Polymers 2019). הפתרון הוא תוסף פעיל לייזר המוכנס במהלך ההזרקה או לייזר UV של 355 ננומטר, המסמן PE ו-PP ללא תוספים.
מהם תוספים אקטיביים בלייזר?
אבצ'ים אלו, שנוספים לגרנולה במהלך הזרקה או שיחול, סופגים קרינה אינפרא אדומה וגורמים לשינוי צבע בפולימר, אשר מגיב בצורה גרועה ללייזרים. לא ניתן להוסיפם לחלק המוגמר והם אינם מבטיחים ניגודיות: במחקר Polymers משנת 2019, תוספת LMA ל-PP החמירה את התוצאה, בעוד ש-PP עם פחמן שחור הראה את הצבע הטוב ביותר.
האם ניתן לסמן חומר שקוף?
כן, אבל לא עם סיבים - סיבים לא מסמנים עצמים שקופים. CO2 ו-UV מתאימים ל-PET שקוף; UV מסמן PC שקוף "במצוינות", אפילו בתוך החומר, ואינו דורש את התוספים שדרשו לייזרים ישנים יותר של אינפרא אדום.
מקורות
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6835448/
- https://www.laserfocusworld.com/optics/article/16558543/fume-extraction-for-laser-marking-of-plastics
- https://www.ciop.pl/CIOPPortalWAR/file/99433/Ochrona_przed_promieniowaniem_laserowym_MatInf_M.Okrasa_I.PN.06.pdf
- https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/1230/oj
- https://roboteus.com/pl/maszyny/znakowarki-laserowe/rbz1515uv/
- https://roboteus.com/pl/maszyny/znakowarki-laserowe/znakowarka-fiber-rbz-2020/
הערת עריכה
מחירי המחירון והמחירים המנחים באתר roboteus.com עשויים להשתנות; הסכומים המוצגים הם נכון לאוקטובר 2026 והם לעיון בלבד. תוצאות הסימון משתנות בהתאם למכונה, לחומר, לצבע ולאצווה הספציפית - המטריצה היא מפת בדיקה, לא ערובה. טקסט זה אינו מחליף את הוראות יצרן המכונה או את תקנות הבריאות והבטיחות התעסוקתית בנוגע ללייזרים ואוורור עמדת עבודה.