Кај металот, изборот е едноставен: 1064nm фибер ласер ги обележува повеќето легури, а само високо рефлектирачки метали (бакар, сребро, злато) бараат тестирање. Кај пластиката, истиот зрак произведува црна, контрастна ознака на едниот дел, а ништо на другиот, иако двата изгледаат идентично. Разликата лежи во полимерот, бојата и филерот, а не во поставките на машината.
Затоа, ласерското обележување на пластика бара различен редослед од челикот: прво материјалот, потоа брановата должина, потоа моќноста и брзината. Овој текст го организира ова во една матрица: материјал × бранова должина (10,6 µm CO2, 1064 nm влакно, 355 nm UV) × ефект × дали е потребен ласерски активен додаток. Ја пополнуваме оваа матрица само со информации потврдени од производителите на извори и публикациите; преостанатите полиња се означени како „бара тестирање“.
На крајот, има лист за тестирање пред имплементација и дел за испарувања, бидејќи издувните гасови се дел од процесот за пластика. Методите за обележување и разликата помеѓу ознака и гравура се дискутираат одделно во текстот за трајно обележување на делови (извор на полски) .
Четири механизми: Што прави ласерот врз полимер
Ласерот не го „горе“ натписот во материјалот на еден единствен начин. Според производителот на ласерската машина, методот на промена на материјалот зависи првенствено од брановата должина и времетраењето на пулсот, а во пракса се користат четири механизми.
| Механизам | Што се случува | Типичен изглед | Дали има материјална штета? |
|---|---|---|---|
| Промена на бојата | Хемиска реакција на пигмент или полимер | Темен знак на светла позадина или светол знак на темна позадина | Не - мазна површина |
| Карбонизација | Матрична пиролиза; црната дамка е јаглеродни производи (Полимери 2019) | Црна или темно кафеава | Минимум |
| Пенливање | Топење и гасификација; меурчињата расејуваат светлина (Полимери 2019) | Светла, издигната ознака на темна пластика; според производителот на машината, 20–40 µm | Не - знакот штрчи |
| Отстранување на слој | Фотографија од лакот или печатењето | Контраст од слојот подолу (клучеви, панели) | Да - само завршен слој |
Правилото произлегува од материјалите на производителот на обележувачите: кај светли материјали, целта е темна ознака (карбонизација или промена на бојата), додека кај потемни материјали, светла ознака (пенење). Кој механизам ќе се активира на делот зависи од тоа дали полимерот и неговата боја апсорбираат дадена бранова должина - и ова е суштината на изборот.
Што прави секоја бранова должина врз материјалот
CO2 (10,6 µm) се апсорбира од повеќето органски материјали; производителот на ознаките го опишува неговиот ефект како загревање и топење на површината, создавајќи конвексна или конкавна ознака. Овој зрак е погоден за транспарентни материјали (работи на стакло и PET), за отстранување слоеви и пакување; контрастот на боите на цврстата техничка пластика е ограничен.
Влакното (1064 nm), според производителот на ознаките, „првенствено ја загрева површината за да создаде ознака“ и не означува проѕирни предмети. Производителот на ласери ги наведува следниве материјали означени со влакна: ABS, полиамид, поликарбонат, PMMA и „пластика со ласерски адитиви“. Кога материјалот апсорбира 1064 nm, влакното е најевтиниот и најбрзиот извор; PE и PP без адитивот не создаваат читлива ознака.
Зелената боја (532 nm), според производителот на машината, е „поширок спектар на материјали“ од стандардните 1064 nm; ретко се среќава во полските продавници и, освен оваа општа декларација, нема податоци по материјал, па затоа не ја вклучуваме во матрицата - проверете кај производителот за извори.
УВ фотоните (355 nm) ги нарушуваат молекуларните врски наместо да го топат материјалот - ова е „ладно обележување“ со минимален термички стрес. Производителот на машината за обележување специфицира УВ за PC, ABS и PA, за транспарентна пластика без адитиви, за силикон и за PE/PP; производителот на машината специфицира УВ за пламен-отпорна пластика. УВ точката е помала, што е важно за фино зрнести кодови на електрониката.
Материјал × Бранова должина × Ефект × Адитивна матрица
Подолу, сумиравме што може да се поткрепи со извори. „Проба“ значи дека цитираните извори не даваат дефинитивен заклучок за оваа комбинација - резултатот зависи од бојата и адитивите и бара тестирање на вашата сопствена серија.
| Материјал | CO2 10,6 µm | Влакна 1064 nm | УВ 355 nm | Типичен ефект | Ласерски активен додаток |
|---|---|---|---|---|---|
| АБС | обид | да, без додатоци | да - црна дамка на природен | промена на бојата / карбонизација | НЕ |
| Компјутер | обид | Да | да - исто така и знакот во проѕирниот | промена на бојата, темна дамка | НЕ |
| PA6 / PA66 | обид | Да | да - светлосен знак на темнина | пенење / промена на бојата | НЕ |
| PA со стаклени влакна | обид | тест - со пополнувач „може да биде означено различно“ | обид | зависи од бојата и адитивите | зависи од партијата |
| ПОМ | обид | нема извор од производителот - не претпоставувајте дека работи | обид | зависи од бојата и адитивите | обид |
| ПЕ | обид | слабо се апсорбира, речиси и не ја менува бојата; | да, со специфични параметри | промена на бојата | да во инфрацрвено; не во УВ зрачење |
| ПП | обид | слабо апсорбира, не се карбонизира | да, со специфични параметри | промена на бојата | да, со IR, но не секогаш помага |
| ПЕТ | да - транспарентно | да - висока подложност | да, транспарентно и обоено | промена на бојата | НЕ |
| ПММА | да - мат гравирање | Да | обид | олеснување / промена на бојата | НЕ |
| ПС | обид | да - висока подложност | обид | карбонизација / промена на бојата | НЕ |
| Ѕирнете | обид | обид | обид | зависи од бојата и адитивите | обид |
| Силикон | обид | обид | да - многу висок контраст | промена на бојата | не со УВ |
| ТПУ | обид | обично бара дополнување | обид | промена на бојата | да со IR |
| ПБТ | обид | обид | обид | зависи од бојата и адитивите | обид |
| ПВЦ | не без хемиска филтрација — хлор → HCl | не без хемиска филтрација — хлор → HCl | без извор; ист хлор | златен знак (CO2) само со хемиска филтрација | — |
Зошто „да“ во табелата: влакна на ABS, PA, PC и PMMA — производител на ласери; ABS, PS, PET под IR, слаба апсорпција за PE и PP, адитиви за PE, PP и TPU — Полимери 2019; UV на ABS, PC, PA, PET, силикон и PE и PP, CO2 на транспарентен PET, стаклен филер — производител на машина за обележување; PVC — производител на систем за обележување. Производителот на машина за обележување забележува дека јаглеродните црни пластики „честопати добро обележуваат“, додека рециклираните материјали се потешки — истото трговско име во две серии може да даде два различни резултати.
Зошто PE, PP и транспарентните пластики бараат UV или адитиви
Полиетиленот и полипропиленот се најчестите материјали за пакување, а воедно и најтешки за влакна. Студијата на Чижевски и коавтори (Полимери 2019) јасно наведува дека HDPE и PP слабо апсорбираат зрачење од 1064 nm, па затоа едвај ја менуваат бојата, а PP не се карбонизира.
Постојат две опции. Првата е ласерски активен додаток (LMA, masterbatch) додаден за време на инјектирање или екструдирање, кој апсорбира инфрацрвено зрачење и ја иницира промената на бојата. Ова решение е за производителот на компонентите, а не за средството за обележување: готовиот дел не може да се „рафинира“. Додатокот исто така не е гаранција - во наведената студија, LMA во PP го намали контрастот, а PP пигментиран со јаглеродно црно го означи најдобро.
Втората опција е UV. Производителот на машината за обележување наведува дека PE и PP „бараат специфични UV параметри“, но тие обележуваат без адитиви. Транспарентните материјали, кои бараа хемиски адитиви кај постарите IR ласери, не ги бараат под UV зрачење. Ако обележувате делови од други луѓе и немате контрола врз формулата, обележувањето на пластика со UV ласер е единствениот начин да го направите тоа, без оглед на тоа што додал процесорот.
УВ ладно обележување: Кога 355nm вреди за дополнителните трошоци
Производителот на ознаките објаснува дека пластиката „задржува“ топлина: термички извор може да го искриви или отече делот, па затоа препорачуваат UV за чувствителни делови. Други производители додаваат дека пократките импулси (MOPA) го ограничуваат пенењето и топењето - ова е индиректен пристап што не ги заменува другите бранови должини.
Roboteus ја нуди оваа улога со RBZ 1515UV UV маркерот : JPT 5 W (355 nm) UV извор, работна површина од 150 × 150 mm, висина на работното парче до 250 mm, галванометриска брзина на главата до 7 m/s, точност до 0,01 mm и век на траење на изворот до 20.000 работни часови според производителот. Потрошувачка на енергија: максимум 900 W на 230 V; вклучен EZCAD 2, LightBurn опционално. Производителот го опишува процесот како фотохемиска аблација без термичко оштетување и наведува пластика, стакло, керамика, електроника и означување во движење. Приближна цена на roboteus.com: од 19.512,00 PLN нето (од октомври 2026 година), конфигурирана за процесот.
Доплатата за УВ зрачење е мерлива. Според ценовникот од октомври 2026 година, една продавница цени за УВ зрачење од 5W по нето цена од 28.455,28 PLN, во споредба со нето цена од 15.121,95 PLN за влакно од 30W (разлика од 13.333,33 PLN); во две други продавници, разликата помеѓу УВ зрачење од 5W и влакно од 30W е слична - целосна анализа е дадена во текстот за избор на маркер. Оваа разлика има смисла ако вашите компоненти вклучуваат PE, PP, проѕирна пластика, силикон или медицински делови - производителот на маркерот наведува дека УВ ознаката на медицинските материјали е отпорна на растворувачи, автоклави и абразија, и дека печатењето со влошки бледнее по стерилизацијата.
Ако првенствено означувате ABS, PC и PA, како и пластика и метал, обично е доволно да користите влакна. Маркерот со влакна RBZ 2020 (Raycus 50 W, поле од 200 × 200 mm) е опишан од производителот како машина за метали и одбрани пластики. Во нашиот водич за тоа како да изберете ласерски маркер (извор на полски) , разгледавме ја темата за избор на моќност, поле и извор.
ПВЦ и хлорирана пластика: хлор, HCl и хемиска филтрација
ПВЦ произведува читлива ознака под ласерот - производителот на системот за обележување опишува „уникатна златна ознака“ направена од CO2, издржлива и отпорна на абење, во својата белешка за примена - и тоа е стапица. Истата белешка наведува дека ласерското обележување на ПВЦ ослободува пареа од хлор, а дека хлорот во комбинација со водена пареа создава хлороводородна киселина, која ги разградува металите и пластиката во производствената средина. Производителот ја нарекува издувната вентилација „фундаментален услов“, а филтрите за ПВЦ се заменуваат „месечно или квартално“.
„Лејзер Фокус Ворлд“ додава дека пареите од ПВЦ и ПЕТ содржат водород хлорид и бензен, а лепливите честички можат да ги затнат стандардните филтри за неколку минути. Оттука и тристепената филтрација: предфилтер, HEPA и хемиски дел. Производителот на системот за обележување тврди дека HEPA ефикасноста е 99,997% на 0,3 µm за своите издувни цевки, а достапен е и посебен модел со хемиски влошка за ПВЦ.
Општо правило: не прифаќајте нарачки за ПВЦ, „винилски“ обвивки за кабли, ПВЦ самолепливи фолии или материјали слични на кожа со непознат состав без хемиски филтер. Оваа забелешка се однесува на CO2, а производителите на извори на влакна дури и не го опишуваат ПВЦ како материјал за обележување - затоа применувајте ги истите правила за влакната.
Заеднички делови и што функционира на нив
Преводот на матрицата во реални детали изгледа вака:
- Куќишта на уредот (ABS, PC, PC/ABS) — фибер или UV; темна ознака на светлото куќиште. За рециклирани или забавувачи на пламенот, тестирајте на секоја серија; производителот на машината специфицира UV за материјали што забавуваат на пламенот.
- Електрични конектори и компоненти (PA, PBT, PA GF) — PA влакна и UV; PBT и PA со стаклени влакна се „тест“ поле. Fine DataMatrix кодовите се аргумент за помала UV точка.
- Кабли и обвивки (PE, PVC, TPU) - PE и TPU на влакна обично бараат додаток, UV означување PE без него; PVC само со хемиска филтрација.
- Пакување (PET, PP, PE) - PET на CO2 и UV; PP и PE на влакна зависат од адитивот; одредувањето на линијата и времето на циклусот е директно определено.
- Електроника и промотивни артикли – отстранување лак од клучеви, светли ознаки на темни куќишта, пенкала и приврзоци за клучеви направени од материјали со непознат состав; УВ зрачењето победува тука бидејќи делува на најширокиот спектар на материјали без да бара рецепт.
Тестови пред имплементација: Тест картичка
Најголемиот отпад од пластика не доаѓа од неисправна машина, туку од пропуштени пробни тестови. Секој нов дел, боја и серија поминува низ истиот тест лист пред да се испрати до нарачката:
- Идентификација на материјалот – означување на деталното парче (на пр. „>ABS<“, „>PA66-GF30<“), технички лист со податоци на преработувачот, информации за бојата, полначот, ретардантите и уделот на рециклирани материјали.
- Параметарска мрежа — поле со еден детаљ со зголемена моќност, намалена брзина и различен фокус. Барате најниска енергија што произведува целосен контраст; премногу резултира со пенење, потфрлање и дисторзија.
- Контраст и проценка на рабовите — под микроскоп: острина на рабовите, конвексност на карактерите, пукнатини на влакната. Проверете ги 2D кодовите со скенер, а доколку клиентот бара проценка на квалитетот, со верификатор.
- Тестирањето на издржливост вклучува бришење со изопропил алкохол, триење со крпа и, за медицински делови или делови за чистење, циклус на перење или стерилизација од процесот на клиентот. Производителите не обезбедуваат нумерички стандарди за абење, па затоа критериумите се договоруваат со клиентот.
- Снимање — материјал, серија, извор, моќност, брзина, фреквенција, фокус, резултат, датум. Започнете ја следната серија со зачуваните поставки и проверете ја повторливоста.
Здравје и безбедност: пластични испарувања и класа на ласери
Секоја пластика под гредата испушта чад и испарливи производи на распаѓање - не само ПВЦ. Системот за екстракција на пластика има три фази - предфилтер, HEPA филтер и хемиски дел (активен јаглен) - вака го дизајнира BOFA, меѓу другите, бидејќи испарливите соединенија не се произведуваат само од ПВЦ (Laser Focus World: PET ослободува бензен). Хлорираната пластика бара наменски хемиски кертриџ и почести промени на филтерот (производител на систем за обележување). Регулативата за машини (ЕУ) 2023/1230, која се применува од 20 јануари 2027 година, бара емисиите на опасни супстанции да се задржуваат, заробуваат, испуштаат или филтрираат.
Второто прашање е класата на ласери. Според CIOP-PIB, класификацијата според PN-EN 60825-1:2014-11, исто така, вклучува целосно затворени ласери со голема моќност во Класа 1; отворена галво глава над масата е Класа 4, каде што дури и дифузната рефлексија е опасна. Рефлексиите се реални со сјајни и транспарентни материјали, па затоа куќиштето или очилата што одговараат на брановата должина (355 nm е различен филтер од 1064 nm) се задолжителни; изборот на куќиште и очила е опишан во текстот за избор на машина за обележување. Меѓу машините за обележување со ласер Roboteus ќе најдете затворени и отворени машини.
Често поставувани прашања
Дали маркерот со влакна ќе ја обележи пластиката?
Зависи од материјалот. Според производителот на фибер ласерот, 1064 nm означува ABS, полиамид, поликарбонат, PMMA и пластика со ласерски адитиви. Остава слаба или никаква трага на PE и PP без никакви адитиви, бидејќи овие полимери слабо апсорбираат 1064 nm (Полимери 2019). Пред да купите, тестирајте ги сами на деловите.
Дали ласерското обележување на пластика бара вадење?
Да, со која било пластика, бидејќи распаѓањето на полимерот произведува чад и испарливи соединенија. За ПВЦ, производителот на системот за обележување ги нарекува издувните гасови „фундаментален услов“, а филтерот мора да има хемиски дел, бидејќи хлорот и водената пареа создаваат хлороводородна киселина. Без таков издувен систем, ПВЦ воопшто не може да се обележи.
Зошто PP и PE не можат да се обележат со фибер ласер?
Бидејќи слабо апсорбираат 1064 nm, зракот од влакна поминува низ материјалот наместо да ослободува енергија на површината, а PP не се карбонизира (Полимери 2019). Растворот е ласерски активен додаток воведен за време на инјектирањето или 355 nm УВ ласер, кој ги означува PE и PP без адитиви.
Што се ласерски активни адитиви?
Овие мастербеч, додадени во гранулатот за време на инјектирање или екструдирање, апсорбираат инфрацрвено зрачење и предизвикуваат промена на бојата во полимерот, што е слабо реагирано на ласери. Тие не можат да се додадат во готовиот дел и не гарантираат контраст: во студијата Polymers 2019, додавањето на LMA во PP го влоши резултатот, додека PP со јаглеродно црно покажа најдобра боја.
Може ли да се обележи транспарентен материјал?
Да, но не со влакна - влакната не обележуваат транспарентни предмети. CO2 и UV се погодни за транспарентен PET; UV означува транспарентен PC „одлично“, дури и во внатрешноста на материјалот, и не бара адитиви што ги бараа постарите IR ласери.
Извори
- 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/
Уредничка белешка
Цените на малопродажните места и цените-водичи на roboteus.com се предмет на промена; прикажаните износи се од октомври 2026 година и се само за референца. Резултатите од обележувањето варираат во зависност од специфичната машина, материјал, боја и серија - матрицата е тест мапа, а не гаранција. Овој текст не ги заменува упатствата на производителот на машината или прописите за здравје и безбедност при работа во врска со ласерите и вентилацијата на работната станица.