Металлда таңдау қарапайым: 1064 нм талшықты лазер көптеген қорытпаларды белгілейді, ал тек жоғары шағылыстыратын металдар (мыс, күміс, алтын) сынақтан өткізуді қажет етеді. Пластмассада бірдей сәуле бір бөлігінде қара, қарама-қарсы із қалдырады, ал екінші бөлігінде ештеңе қалдырмайды, дегенмен екеуі де бірдей көрінеді. Айырмашылық машина параметрлерінде емес, полимерде, бояғышта және толтырғышта жатыр.
Сондықтан лазерлік таңбалау пластмассалары болаттан басқаша тәртіпті талап етеді: алдымен материал, содан кейін толқын ұзындығы, содан кейін қуат және жылдамдық. Бұл мәтін мұны бір матрицаға біріктіреді: материал × толқын ұзындығы (10,6 мкм CO2, 1064 нм талшық, 355 нм УК) × әсер × лазерлік белсенді қоспа қажет пе. Біз бұл матрицаны тек бастапқы өндірушілер мен басылымдар растаған ақпаратпен толтырамыз; қалған өрістер «сынақтан өткізуді қажет етеді» деп белгіленген.
Соңында, алдын ала енгізу сынақ парағы және түтіндер туралы бөлім бар, себебі шығатын газдар пластмассаларға арналған процестің бір бөлігі болып табылады. Белгілеу әдістері және белгі мен гравюраның айырмашылығы тұрақты бөлікті белгілеу (поляк тіліндегі дереккөз) мәтінінде бөлек талқыланады.
Төрт механизм: Лазердің полимерге әсері
Лазер жазуды материалға бір жолмен «күйдірмейді». Лазерлік машина өндірушісінің айтуынша, материалды өзгерту әдісі ең алдымен толқын ұзындығы мен импульс ұзақтығына байланысты және іс жүзінде төрт механизм қолданылады.
| Механизм | Не болып жатыр | Әдеттегі көрініс | Материалдық шығын бар ма? |
|---|---|---|---|
| Түстің өзгеруі | Пигменттің немесе полимердің химиялық реакциясы | Ашық фондағы қараңғы белгі немесе қараңғы фондағы жарық белгі | Тегіс беті жоқ |
| Көміртектену | Матрицалық пиролиз; қара белгі - көміртегі өнімдері (Полимерлер 2019) | Қара немесе қою қоңыр | Минимум |
| Көбіктену | Балқу және газдану; көпіршіктер жарықты шашыратады (Полимерлер 2019) | Қара пластиктегі ашық, көтерілген із; машина өндірушісінің айтуынша, 20–40 мкм | Жоқ - белгі шығып тұр |
| Қабатты алып тастау | Лак немесе баспаның фотосуреті | Астыңғы қабаттан (пернелер, панельдер) контраст | Иә - тек үстіңгі қабат |
Бұл ереже таңбалау өндірушісінің материалдарынан туындайды: ашық түсті материалдарда нысана - қара із (көміртектену немесе түстің өзгеруі), ал қара түсті материалдарда ашық із (көбіктің пайда болуы). Бөлшектің қандай механизммен іске қосылатыны полимер мен оның бояғышының берілген толқын ұзындығын сіңіруіне байланысты - және бұл таңдаудың негізгі мәні.
Әрбір толқын ұзындығы материалға қалай әсер етеді
CO2 (10,6 мкм) көптеген органикалық материалдармен сіңіріледі; таңбалау өндірушісі оның әсерін бетті қыздырып, балқытып, дөңес немесе ойыс із қалдыру ретінде сипаттайды. Бұл сәуле мөлдір материалдарға (шыны мен ПЭТ-те жұмыс істейді), қабаттарды алып тастау және қаптама үшін жарамды; қатты техникалық пластмассаларда түс контрасты шектеулі.
Таңбалау өндірушісінің айтуынша, талшық (1064 нм) «негізінен белгі жасау үшін бетті қыздырады» және мөлдір заттарды белгілемейді. Лазер өндірушісі талшықпен белгіленген келесі материалдарды тізімдейді: ABS, полиамид, поликарбонат, PMMA және «лазерлік қоспалары бар пластмассалар». Материал 1064 нм сіңіретін жерде талшық ең арзан және жылдам көз болып табылады; қоспасыз PE және PP оқылатын белгі қалдырмайды.
Жасыл (532 нм), машина өндірушісінің айтуынша, стандартты 1064 нм-ге қарағанда «кеңірек материалдар ауқымы» болып табылады; ол поляк дүкендерінде сирек кездеседі, және осы жалпы декларациядан басқа, әр материал бойынша деректер жоқ, сондықтан біз оны матрицаға қоспаймыз - дереккөздерді өндірушімен тексеріңіз.
УК фотондары (355 нм) материалды балқытудың орнына молекулалық байланыстарды бұзады — бұл минималды термиялық кернеумен «суық таңбалау». Белгілеу машинасын өндіруші УК сәулесін PC, ABS және PA үшін, қоспасыз мөлдір пластмассалар үшін, силикон үшін және PE/PP үшін көрсетеді; машина өндірушісі УК сәулесін жалынға төзімді пластмассалар үшін көрсетеді. УК дақтары кішірек, бұл электроникадағы ұсақ түйіршікті кодтар үшін маңызды.
Материал × Толқын ұзындығы × Әсер × Аддитивті матрица
Төменде біз дереккөздермен расталуы мүмкін нәрселерді қорытындыладық. «Сынақ» дегеніміз, келтірілген дереккөздер бұл комбинация үшін нақты қорытынды бермейді - нәтиже бояғыш пен қоспаларға байланысты және сіздің жеке партияңызда сынақтан өткізуді қажет етеді.
| Материал | CO2 10,6 мкм | 1064 нм талшық | УК 355 нм | Әдеттегі әсер | Лазерлік белсенді қоспа |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | әрекет | иә, қоспаларсыз | иә - табиғи затта қара дақ | түсінің өзгеруі / көміртектенуі | ЖОҚ |
| ДК | әрекет | Иә | иә - мөлдір белгінің ішіндегі белгі де | түсінің өзгеруі, қара дақ | ЖОҚ |
| PA6 / PA66 | әрекет | Иә | иә - қараңғылықтағы жарық белгісі | көбіктену / түсінің өзгеруі | ЖОҚ |
| Шыны талшықтары бар PA | әрекет | тест - толтырғышпен «басқаша белгіленуі мүмкін» | әрекет | бояғыштар мен қоспаларға байланысты | партияға байланысты |
| POM | әрекет | Өндіруші көзі жоқ - жұмыс істейді деп ойламаңыз | әрекет | бояғыштар мен қоспаларға байланысты | әрекет |
| ӨС | әрекет | нашар сіңіріледі, түсін дерлік өзгертпейді | иә, нақты параметрлермен | түстің өзгеруі | ИҚ-да иә; УК-да жоқ |
| PP | әрекет | нашар сіңіріледі, көміртектенбейді | иә, нақты параметрлермен | түстің өзгеруі | ИК-мен иә, бірақ бұл әрқашан көмектесе бермейді |
| ПЭТ | иә - мөлдір | иә - жоғары сезімталдық | иә, мөлдір және түрлі-түсті | түстің өзгеруі | ЖОҚ |
| PMMA | иә - күңгірт гравюра | Иә | әрекет | рельеф / түстің өзгеруі | ЖОҚ |
| ПС | әрекет | иә - жоғары сезімталдық | әрекет | көміртектену / түсінің өзгеруі | ЖОҚ |
| ПИК | әрекет | әрекет | әрекет | бояғыштар мен қоспаларға байланысты | әрекет |
| Кремний | әрекет | әрекет | иә - өте жоғары контраст | түстің өзгеруі | УК-мен емес |
| ТПУ | әрекет | әдетте қосымша қажет етеді | әрекет | түстің өзгеруі | иә, инфрақызылмен |
| PBT | әрекет | әрекет | әрекет | бояғыштар мен қоспаларға байланысты | әрекет |
| ПВХ | химиялық сүзгілеусіз емес — хлор → HCl | химиялық сүзгілеусіз емес — хлор → HCl | көзі жоқ; бірдей хлор | тек химиялық сүзгілеу арқылы алтын белгі (CO2) | — |
Неліктен кестеде «иә» деп жазылған: ABS, PA, PC және PMMA талшықтары — лазер өндірушісі; ABS, PS, ИК астындағы PET, PE және PP үшін нашар сіңіру, PE, PP және TPU үшін қоспалар — Polymers 2019; ABS, PC, PA, PET, силикон және PE және PP үшін ультракүлгін сәулелер, мөлдір PET-тегі CO2, шыны толтырғыш — таңбалау машинасын өндіруші; PVC — таңбалау жүйесін өндіруші. Таңбалау машинасын өндіруші көміртекті қара пластмассалардың «көбінесе жақсы таңбаланатынын», ал қайта өңдеу қиынырақ екенін атап өтеді — екі партияда бірдей сауда атауы екі түрлі нәтиже бере алады.
Неліктен полиэтилен, полипропилен және мөлдір пластмассалар ультракүлгін немесе қоспаларды қажет етеді
Полиэтилен мен полипропилен ең көп таралған қаптама материалдары және талшықтар үшін ең қиын материалдар болып табылады. Чижевский мен бірлескен авторлардың зерттеуінде (Polymers 2019) HDPE мен PP 1064 нм сәулеленуді нашар сіңіретіні, сондықтан олардың түсін әрең өзгертетіні және PP көміртектенбейтіні анық көрсетілген.
Екі нұсқа бар. Біріншісі - инъекция немесе экструзия кезінде қосылатын лазерлік белсенді қоспа (LMA, мастербатч). Бұл шешім таңбалау агентіне емес, компонент өндірушісіне арналған: дайын бөлшекті «тазарту» мүмкін емес. Қоспа да кепілдік бермейді - келтірілген зерттеуде PP құрамындағы LMA контрастты азайтты, ал көміртегі қара түспен пигменттелген PP ең жақсы деп белгіленді.
Екінші нұсқа - УК. Белгілеу машинасын өндіруші PE және PP «белгілі бір УК параметрлерін қажет етеді» деп мәлімдейді, бірақ олар қоспаларсыз белгілейді. Ескі ИҚ лазерлерімен химиялық қоспаларды қажет ететін мөлдір материалдар оларды УК астында қажет етпейді. Егер сіз басқа адамдардың бөлшектерін белгілеп жатсаңыз және формуланы басқара алмасаңыз, процессор не қосқанына қарамастан, пластмассаларды УК лазерімен белгілеу - мұны істеудің жалғыз жолы.
УК суық таңбалау: 355 нм қосымша шығынға тұрарлық болған кезде
Белгілеу өндірушісі пластмассалардың жылуды «сақтайтынын» түсіндіреді: жылу көзі бөлшекті майыстырып немесе ісініп жіберуі мүмкін, сондықтан олар сезімтал бөлшектер үшін ультракүлгін сәулелерді ұсынады. Басқа өндірушілер қысқа импульстардың (MOPA) көбіктенуді және балқуды шектейтінін қосады — бұл басқа толқын ұзындықтарын алмастырмайтын жанама тәсіл.
Roboteus бұл рөлді RBZ 1515UV UV маркерімен ұсынады: JPT 5 Вт (355 нм) УК көзі, жұмыс аймағы 150 × 150 мм, дайындаманың биіктігі 250 мм-ге дейін, гальванометриялық бас жылдамдығы 7 м/с дейін, дәлдігі 0,01 мм-ге дейін және өндірушінің мәліметтері бойынша көздің қызмет ету мерзімі 20 000 жұмыс сағатына дейін. Қуат тұтынуы: 230 В кезінде максимум 900 Вт; EZCAD 2 кіреді, LightBurn міндетті емес. Өндіруші процесті термиялық зақымданусыз фотохимиялық абляция ретінде сипаттайды және пластмасса, шыны, керамика, электроника және ұшып жүру кезіндегі таңбалауды тізімдейді. roboteus.com сайтындағы шамамен бағасы: 19 512,00 PLN таза бағасынан бастап (2026 жылдың қазан айындағы жағдай бойынша), процесс үшін конфигурацияланған.
УК қосымша ақысын өлшеуге болады. 2026 жылдың қазан айындағы тізімдік бағаларға сәйкес, бір дүкенде 5 Вт УК 28 455,28 злоты таза бағасымен бағаланған, ал 30 Вт талшық үшін 15 121,95 злоты таза бағасымен (айырмашылық 13 333,33 злоты); басқа екі дүкенде 5 Вт УК және 30 Вт талшық арасындағы айырмашылық ұқсас - маркерді таңдау кезіндегі мәтінде толық ақпарат берілген. Бұл айырмашылық егер сіздің компоненттеріңізде PE, PP, мөлдір пластмассалар, силикон немесе медициналық бөлшектер болса, мағыналы болады - маркер өндірушісі медициналық материалдардағы УК белгісі еріткіштерге, автоклавтарға және абразияға төзімді екенін және стерилизациядан кейін жастықшаның басылуы жоғалатынын мәлімдейді.
Егер сіз негізінен ABS, PC және PA, сондай-ақ пластмассалар мен металды белгілесеңіз, әдетте талшық жеткілікті. RBZ 2020 талшықты маркерін (Raycus 50 W, 200 × 200 мм өріс) өндіруші металдар мен таңдалған пластмассаларға арналған машина ретінде сипаттайды. Біз лазерлік маркерді қалай таңдау керектігі туралы (поляк тіліндегі дереккөз) нұсқаулықта қуатты, өрісті және көзді таңдауды қарастырдық.
ПВХ және хлорланған пластмассалар: хлор, HCl және химиялық сүзу
ПВХ лазердің астында оқылатын белгі қалдырады — таңбалау жүйесінің өндірушісі өзінің қолдану туралы ескертпесінде берік және тозуға төзімді CO2-ден жасалған «ерекше алтын белгіні» сипаттайды — және бұл тұзақ. Сол ескертпеде ПВХ лазерлік белгілеуі хлор буын бөлетіні және хлордың су буымен бірігіп, өндірістік ортада металдар мен пластмассаларды ыдырататын тұз қышқылын түзетіні айтылған. Өндіруші шығатын желдетуді «негізгі талап» деп атайды, ал ПВХ сүзгілері «ай сайын немесе тоқсан сайын» ауыстырылады.
Laser Focus World ПВХ және ПЭТ түтіндерінің құрамында сутегі хлориді мен бензол бар екенін және жабысқақ бөлшектер стандартты сүзгілерді бірнеше минут ішінде бітеп тастауы мүмкін екенін қосады. Сондықтан үш сатылы сүзгілеу: алдын ала сүзгілеу, HEPA және химиялық бөлім. Белгілеу жүйесінің өндірушісі өзінің шығарғыштары үшін HEPA тиімділігі 0,3 мкм болғанда 99,997% құрайды деп мәлімдейді, ал ПВХ үшін химиялық қоспасы бар бөлек модель қолжетімді.
Негізгі ереже: ПВХ, "винил" кабель қабықтары, ПВХ өздігінен жабысатын фольгалары немесе химиялық сүзгісі жоқ белгісіз құрамдағы былғары тәрізді материалдарға тапсырыс қабылдамаңыз. Бұл ескерту CO2-ге де қатысты, ал талшық өндірушілері ПВХ-ны таңбалау материалы ретінде сипаттамайды, сондықтан талшыққа да сол ережелерді қолданыңыз.
Жалпы бөлшектер және олармен жұмыс істеу принциптері
Матрицаның нақты бөлшектерге аудармасы келесідей көрінеді:
- Құрылғы корпустары (ABS, PC, PC/ABS) — талшықты немесе ультракүлгін сәуле; ашық корпуста қара із. Қайта өңдеуге арналған немесе жалынға төзімді заттар үшін әр партияда сынақтан өткізіңіз; машина өндірушісі жалынға төзімді материалдар үшін ультракүлгін сәулені көрсетеді.
- Электр қосқыштары мен компоненттері (PA, PBT, PA GF) — PA талшығы және УК; PBT және шыны талшығы бар PA «сынақ» өрісі болып табылады. Fine DataMatrix кодтары кішірек УК дақтарының дәлелі болып табылады.
- Кабельдер мен қабықтар (ПЭ, ПВХ, ТПУ) - талшықтағы ПЭ және ТПУ әдетте қоспаны қажет етеді, УК белгісі онсыз ПЭ; тек химиялық сүзгіден өткізілетін ПВХ.
- Қаптама (ПЭТ, ПП, ПЭ) - CO2 және УК-дағы ПЭТ; талшықтағы ПП және ПЭ қоспаға байланысты; желіде тікелей таңбалау және цикл уақыты анықталады.
- Электроника және жарнамалық заттар – кілттерден лак кетіру, қара қаптамалардағы жарық белгілері, белгісіз құрамдағы материалдардан жасалған қаламдар мен кілт сақиналары; УК мұнда жеңеді, себебі ол рецепт сұрамай-ақ ең кең материалдармен жұмыс істейді.
Алдын ала енгізу сынақтары: Тест картасы
Пластмассадағы ең үлкен қалдық ақаулы машинадан емес, сынақтардың өткізіп жіберілуінен болады. Әрбір жаңа бөлшек, түс және партия тапсырысқа жіберілмес бұрын бірдей сынақ парағынан өтеді:
- Материалды сәйкестендіру – бөлшектегі белгі (мысалы, "ABS<", "PA66-GF30<"), өңдеушінің техникалық деректер парағы, бояғыш, толтырғыш, баяулатқыштар және қайта өңделген материал үлесі туралы ақпарат.
- Параметр торы — қуаттың артуынан, жылдамдықтың төмендеуінен және фокустың өзгеруінен тұратын бір бөлшекті өріс. Сіз толық контрастты тудыратын ең төменгі энергияны іздеп отырсыз; тым көп болса, көбіктенуге, суреттің аз түсуіне және бұрмалануына әкеледі.
- Контраст және жиекті бағалау — микроскоп астында: жиектің айқындығы, сипаты дөңес, шаш сызығының жарықтары. 2D кодтарын сканермен тексеріңіз, ал клиентке сапаны бағалау қажет болса, верификатормен тексеріңіз.
- Беріктік сынағы изопропил спиртімен сүртуді, шүберекпен ысқылауды және медициналық немесе тазалау бөлшектері үшін тұтынушының процесінен жуу немесе зарарсыздандыру циклін қамтиды. Өндірушілер сандық тозу стандарттарын ұсынбайды, сондықтан критерийлер тұтынушымен келісіледі.
- Жазу — материал, партия, дереккөз, қуат, жылдамдық, жиілік, фокус, нәтиже, күн. Келесі партияны сақталған параметрлермен бастаңыз және қайталануын тексеріңіз.
Денсаулық және қауіпсіздік: пластик түтіндері және лазерлік класс
Сәуленің астындағы әрбір пластик түтін мен ұшпа ыдырау өнімдерін шығарады - тек ПВХ ғана емес. Пластикалық экстракция жүйесінің үш сатысы бар - алдын ала сүзгі, HEPA сүзгісі және химиялық бөлім (белсендірілген көміртек) - BOFA, басқалармен қатар, оны осылай жобалайды, себебі ұшпа қосылыстар тек ПВХ арқылы ғана өндірілмейді (Laser Focus World: PET бензол шығарады). Хлорланған пластмассалар арнайы химиялық картриджді және сүзгіні жиі ауыстыруды қажет етеді (таңбалау жүйесін өндіруші). 2027 жылдың 20 қаңтарынан бастап қолданылатын Машина жасау ережесі (ЕО) 2023/1230 қауіпті заттардың шығарындыларын ұстап тұруды, ұстап қалуды, шығаруды немесе сүзуді талап етеді.
Екінші мәселе - лазер класы. CIOP-PIB мәліметтері бойынша, PN-EN 60825-1:2014-11 стандартына сәйкес жіктеуге 1-сыныптағы толық жабық жоғары қуатты лазерлер де кіреді; үстелдің үстіндегі ашық гальво басы 4-сынып болып табылады, мұнда тіпті диффузиялық шағылысу қауіпті. Жылтыр және мөлдір материалдармен шағылысу шынайы, сондықтан толқын ұзындығына сәйкес келетін корпус немесе әйнектер (355 нм - 1064 нм-ден басқа сүзгі) міндетті; корпус пен әйнекті таңдау таңбалау машинасын таңдау мәтінінде сипатталған. Roboteus лазерлік таңбалау машиналарының арасынан жабық және ашық машиналарды таба аласыз.
Жиі қойылатын сұрақтар
Пластик талшық маркерімен белгіленеді ме?
Бұл материалға байланысты. Талшықты лазер өндірушісінің айтуынша, 1064 нм лазерлік қоспалары бар ABS, полиамид, поликарбонат, PMMA және пластмассаларды дақ қалдырады. Бұл полимерлер 1064 нм-ді нашар сіңіретіндіктен, ешқандай қоспасыз PE және PP-де әлсіз немесе ешқандай із қалдырмайды (Polymers 2019). Сатып алмас бұрын, өз бөлшектеріңізде сынап көріңіз.
Пластмассаларды лазермен белгілеу экстракцияны қажет ете ме?
Иә, кез келген пластикпен, себебі полимердің ыдырауы түтін мен ұшпа қосылыстарды тудырады. ПВХ үшін таңбалау жүйесін өндіруші шығару газын «негізгі талап» деп атайды, ал сүзгіде химиялық қима болуы керек, себебі хлор мен су буы тұз қышқылын түзеді. Мұндай шығару жүйесі болмаса, ПВХ мүлдем таңбаланбайды.
Неліктен PP және PE талшықты лазермен белгіленбейді?
Олар 1064 нм толқынды нашар сіңіретіндіктен, талшықты сәуле бетінде энергия бөліп шығарудың орнына материал арқылы өтеді, ал PP көміртектенбейді (Polymers 2019). Ерітінді - инъекция кезінде енгізілетін лазерлік белсенді қоспа немесе PE мен PP қоспасыз белгілейтін 355 нм УК лазері.
Лазерлік белсенді қоспалар дегеніміз не?
Грануляцияға инъекция немесе экструзия кезінде қосылған бұл мастер-баттар инфрақызыл сәулеленуді сіңіреді және полимерде түстің өзгеруін тудырады, бұл лазерлерге нашар жауап береді. Оларды дайын бөлшекке қосуға болмайды және контрастты кепілдендірмейді: 2019 жылғы Polymers зерттеуінде PP-ге LMA қосу нәтижені нашарлатты, ал көміртегі қарасы бар PP ең жақсы түсті көрсетті.
Мөлдір материалды белгілеуге бола ма?
Иә, бірақ талшықпен емес — талшық мөлдір заттарды белгілемейді. CO2 және УК мөлдір ПЭТ үшін жарамды; УК мөлдір ДК-ны тіпті материалдың ішінде де «тамаша» белгілейді және ескі ИҚ лазерлер қажет ететін қоспаларды қажет етпейді.
Дереккөздер
- https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6835448/
- https://www.laserfocusworld.com/optics/article/16558543/fume-extract-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/
Редакциялық ескертпе
roboteus.com сайтындағы бөлшек сауда тізімінің бағалары мен нұсқаулық бағалары өзгеруі мүмкін; көрсетілген сомалар 2026 жылдың қазан айындағы жағдай бойынша берілген және тек анықтама үшін берілген. Таңбалау нәтижелері нақты машинаға, материалға, бояуға және партияға байланысты өзгереді — матрица кепілдік емес, сынақ картасы болып табылады. Бұл мәтін машина өндірушісінің лазерлер мен жұмыс орнының желдетуіне қатысты нұсқауларын немесе еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелерін алмастырмайды.