Na kove je voľba jednoduchá: vláknový laser s vlnovou dĺžkou 1064 nm označuje väčšinu zliatin a testovanie vyžadujú iba vysoko reflexné kovy (meď, striebro, zlato). Na plastoch ten istý lúč vytvára čiernu, kontrastnú značku na jednej časti a žiadnu na druhej, aj keď obe vyzerajú identicky. Rozdiel spočíva v polyméri, farbive a plnive, nie v nastaveniach stroja.
Laserové značenie plastov si preto vyžaduje iné poradie ako oceľ: najprv materiál, potom vlnová dĺžka, potom výkon a rýchlosť. Tento text to usporiada do jednej matice: materiál × vlnová dĺžka (10,6 µm CO2, 1064 nm vlákno, 355 nm UV) × účinok × či je potrebná laserovo aktívna prísada. Túto maticu vypĺňame iba informáciami potvrdenými výrobcami zdrojov a publikáciami; zvyšné polia sú označené ako „vyžaduje sa testovanie“.
Na konci je uvedený hárok s predbežnými testami a časť o výfukových plynoch, keďže výfukové plyny sú súčasťou procesu výroby plastov. Metódy značenia a rozdiel medzi značkou a gravírovaním sú rozobraté samostatne v texte o trvalom značení dielov (zdroj v poľštine) .
Štyri mechanizmy: Čo robí laser s polymérom
Laser „nevypáli“ nápis do materiálu len jedným spôsobom. Podľa výrobcu laserového zariadenia závisí spôsob zmeny materiálu predovšetkým od vlnovej dĺžky a trvania impulzu a v praxi sa používajú štyri mechanizmy.
| Mechanizmus | Čo sa deje | Typický vzhľad | Dochádza k nejakým materiálnym stratám? |
|---|---|---|---|
| Zmena farby | Chemická reakcia pigmentu alebo polyméru | Tmavý znak na svetlom pozadí alebo svetlý znak na tmavom pozadí | Nie – hladký povrch |
| Karbonizácia | Matricová pyrolýza; čierna značka predstavuje uhlíkové produkty (Polymers 2019) | Čierna alebo tmavohnedá | Minimálne |
| Penenie | Tavenie a splyňovanie; bubliny rozptyľujú svetlo (Polymers 2019) | Svetlá, vyvýšená stopa na tmavom plaste; podľa výrobcu stroja 20 – 40 µm | Nie – značka trčí |
| Odstránenie vrstvy | Fotografia laku alebo potlače | Kontrast z vrstvy pod ňou (klávesy, panely) | Áno – iba vrchný náter |
Základné pravidlo vychádza z materiálov výrobcu značenia: na svetlých materiáloch je cieľom tmavá značka (karbonizácia alebo zmena farby), zatiaľ čo na tmavších materiáloch svetlá značka (penenie). Ktorý mechanizmus sa na diele spustí, závisí od toho, či polymér a jeho farbivo absorbujú danú vlnovú dĺžku – a to je jadro výberu.
Čo každá vlnová dĺžka robí s materiálom
CO2 (10,6 µm) je absorbovaný väčšinou organických materiálov; výrobca značenia opisuje jeho účinok ako zahrievanie a tavenie povrchu, čím vzniká konvexná alebo konkávna značka. Tento lúč je vhodný pre priehľadné materiály (funguje na skle a PET), na odstraňovanie vrstiev a obalov; farebný kontrast na pevných technických plastoch je obmedzený.
Vlákno (1064 nm) podľa výrobcu značenia „primárne ohrieva povrch, aby vytvorilo značku“ a neoznačuje priehľadné predmety. Výrobca laserov uvádza nasledujúce materiály označené vláknom: ABS, polyamid, polykarbonát, PMMA a „plasty s laserovými prísadami“. V prípade, že materiál absorbuje 1064 nm, vlákno je najlacnejším a najrýchlejším zdrojom; PE a PP bez prísady nevytvárajú čitateľnú značku.
Zelená (532 nm) je podľa výrobcu stroja „širšou škálou materiálov“ ako štandardných 1064 nm; v poľských obchodoch je zriedkavá a okrem tohto všeobecného vyhlásenia nie sú k dispozícii žiadne údaje o jednotlivých materiáloch, takže ich v matici neuvádzame – zdroje si overte u výrobcu.
UV fotóny (355 nm) narúšajú molekulárne väzby namiesto roztavenia materiálu – ide o „studené značenie“ s minimálnym tepelným namáhaním. Výrobca značiaceho stroja špecifikuje UV pre PC, ABS a PA, pre priehľadné plasty bez prísad, pre silikón a pre PE/PP; výrobca stroja špecifikuje UV pre plasty spomaľujúce horenie. UV bod je menší, čo je dôležité pre jemnozrnné kódy na elektronike.
Materiál × Vlnová dĺžka × Účinok × Aditívna matica
Nižšie sme zhrnuli, čo možno podložiť zdrojmi. „Skúšobná verzia“ znamená, že citované zdroje neposkytujú definitívny záver pre túto kombináciu – výsledok závisí od farbiva a prísad a vyžaduje si testovanie na vašej vlastnej várke.
| Materiál | CO2 10,6 µm | Vlákno 1064 nm | UV 355 nm | Typický účinok | Laserovo aktívna prísada |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | pokus | áno, bez prísad | áno – čierna škvrna na prírodnom | zmena farby / karbonizácia | NIE |
| Počítač | pokus | Áno | áno – aj nápis vo vnútri priehľadného | zmena farby, tmavé znamienko | NIE |
| PA6 / PA66 | pokus | Áno | áno – svetelný znak na tmavom | penenie / zmena farby | NIE |
| PA so sklenenými vláknami | pokus | test – s výplňou „môže byť označené inak“ | pokus | závisí od farbiva a prísad | záleží od strany |
| POM | pokus | žiadny zdroj od výrobcu – nepredpokladajte, že to funguje | pokus | závisí od farbiva a prísad | pokus |
| Odborný asistent | pokus | zle sa vstrebáva, takmer nemení farbu | áno, s konkrétnymi parametrami | zmena farby | áno v infračervenom žiarení; nie v ultrafialovom žiarení |
| PP | pokus | zle sa vstrebáva, nekarbonizuje | áno, s konkrétnymi parametrami | zmena farby | áno s IR, ale nie vždy to pomôže |
| PET | áno – priehľadné | áno – vysoká náchylnosť | áno, priehľadné a farebné | zmena farby | NIE |
| PMMA | áno – matné gravírovanie | Áno | pokus | úľava / zmena farby | NIE |
| PS | pokus | áno – vysoká náchylnosť | pokus | karbonizácia / zmena farby | NIE |
| PEEK | pokus | pokus | pokus | závisí od farbiva a prísad | pokus |
| Kremík | pokus | pokus | áno – veľmi vysoký kontrast | zmena farby | nie s UV žiarením |
| TPU | pokus | zvyčajne vyžaduje doplnenie | pokus | zmena farby | áno s infračerveným žiarením |
| PBT (perfúzna látka) | pokus | pokus | pokus | závisí od farbiva a prísad | pokus |
| PVC | nie bez chemickej filtrácie — chlór → HCl | nie bez chemickej filtrácie — chlór → HCl | žiadny zdroj; rovnaký chlór | zlatá značka (CO2) iba s chemickou filtráciou | — |
Prečo „áno“ v tabuľke: vlákno na ABS, PA, PC a PMMA – výrobca laserov; ABS, PS, PET pod IR, slabá absorpcia pre PE a PP, prísady pre PE, PP a TPU – Polyméry 2019; UV na ABS, PC, PA, PET, silikóne a PE a PP, CO2 na transparentnom PET, sklenené plnivo – výrobca značkovacieho stroja; PVC – výrobca značkovacieho systému. Výrobca značkovacieho stroja poznamenáva, že plasty s uhlíkovou čerňou „často značkujú dobre“, zatiaľ čo recyklované materiály sú náročnejšie – rovnaký obchodný názov v dvoch šaržiach môže priniesť dva rôzne výsledky.
Prečo PE, PP a priehľadné plasty vyžadujú UV žiarenie alebo prísady
Polyetylén a polypropylén sú najbežnejšie obalové materiály a zároveň najťažšie spracovateľné pre vlákna. Štúdia Czyżewského a spoluautorov (Polymers 2019) jasne uvádza, že HDPE a PP slabo absorbujú žiarenie s vlnovou dĺžkou 1064 nm, takže takmer nemenia farbu a PP nekarbonizuje.
Existujú dve možnosti. Prvou je laserovo aktívna prísada (LMA, masterbatch) pridaná počas vstrekovania alebo extrúzie, ktorá absorbuje infračervené žiarenie a iniciuje zmenu farby. Toto riešenie je pre výrobcu súčiastky, nie pre značkovaciu látku: hotový diel sa nedá „zušľachtiť“. Prísada tiež nie je zárukou – v citovanej štúdii LMA v PP znížila kontrast a PP pigmentovaný sadzou bol označený ako najlepší.
Druhou možnosťou je UV. Výrobca značiacej techniky uvádza, že PE a PP „vyžadujú špecifické UV parametre“, ale označujú bez prísad. Priehľadné materiály, ktoré pri starších IR laseroch vyžadovali chemické prísady, ich pri UV žiarení nevyžadujú. Ak označujete súčiastky iných ľudí a nemáte kontrolu nad zložením, označovanie plastov UV laserom je jediný spôsob, ako to urobiť, bez ohľadu na to, čo spracovateľ pridal.
UV značenie za studena: Kedy sa oplatí priplatiť si za 355 nm
Výrobca značenia vysvetľuje, že plasty „zadržiavajú“ teplo: tepelný zdroj môže diel zdeformovať alebo napučať, preto pre citlivé diely odporúčajú UV žiarenie. Iní výrobcovia dodávajú, že kratšie impulzy (MOPA) obmedzujú penenie a topenie – ide o nepriamy prístup, ktorý nenahrádza iné vlnové dĺžky.
Roboteus ponúka túto úlohu s UV značkovačom RBZ 1515UV : UV zdroj JPT 5 W (355 nm), pracovná plocha 150 × 150 mm, výška obrobku do 250 mm, galvanometrická rýchlosť hlavice do 7 m/s, presnosť do 0,01 mm a životnosť zdroja až 20 000 prevádzkových hodín podľa výrobcu. Spotreba energie: maximálne 900 W pri 230 V; EZCAD 2 je súčasťou balenia, LightBurn je voliteľný. Výrobca opisuje proces ako fotochemickú abláciu bez tepelného poškodenia a uvádza plasty, sklo, keramiku, elektroniku a značenie za chodu. Približná cena na roboteus.com: od 19 512,00 PLN netto (stav k októbru 2026), nakonfigurované pre tento proces.
Príplatok za UV žiarenie je merateľný. Podľa katalógových cien k októbru 2026 jeden obchod oceňuje 5W UV žiarič za 28 455,28 PLN netto v porovnaní s 15 121,95 PLN netto za 30W vlákno (rozdiel 13 333,33 PLN); v dvoch ďalších obchodoch je rozdiel medzi 5W UV a 30W vláknom podobný – úplné rozloženie je uvedené v texte o výbere značkovača. Tento rozdiel má zmysel, ak vaše komponenty obsahujú PE, PP, priehľadné plasty, silikón alebo zdravotnícke súčiastky – výrobca značkovača uvádza, že UV značka na zdravotníckych materiáloch je odolná voči rozpúšťadlám, autoklávom a oderu a že tampónová tlač po sterilizácii bledne.
Ak primárne označujete ABS, PC a PA, ako aj plasty a kovy, zvyčajne postačuje vlákno. Vláknový značkovač RBZ 2020 (Raycus 50 W, pole 200 × 200 mm) je výrobcom popísaný ako stroj na kovy a vybrané plasty. V našom sprievodcovi výberom laserového značkovača sme sa venovali výberu výkonu, poľa a zdroja.
PVC a chlórované plasty: chlór, HCl a chemická filtrácia
PVC vytvára pod laserom čitateľnú značku – výrobca značkovacieho systému vo svojej aplikačnej poznámke opisuje „jedinečnú zlatú značku“ vyrobenú z CO2, odolnú a oderuvzdornú – a to je pasca. V tej istej poznámke sa uvádza, že laserové značenie PVC uvoľňuje chlórové pary a že chlór v kombinácii s vodnou parou vytvára kyselinu chlorovodíkovú, ktorá degraduje kovy a plasty vo výrobnom prostredí. Výrobca nazýva odsávacie vetranie „základnou požiadavkou“ a filtre pre PVC sa vymieňajú „mesačne alebo štvrťročne“.
Spoločnosť Laser Focus World dodáva, že výpary z PVC a PET obsahujú chlorovodík a benzén a lepkavé častice môžu upchať štandardné filtre v priebehu niekoľkých minút. Preto je použitá trojstupňová filtrácia: predfilter, HEPA filter a chemická sekcia. Výrobca značkovacieho systému uvádza pre svoje odsávače účinnosť HEPA filtra 99,997 % pri 0,3 µm a k dispozícii je aj samostatný model s chemickou vložkou pre PVC.
Základné pravidlo: neprijímajte objednávky na PVC, „vinylové“ káblové plášte, samolepiace PVC fólie ani materiály podobné koži s neznámym zložením bez chemického filtra. Táto poznámka sa vzťahuje na CO2 a výrobcovia zdrojov vlákien ani neopisujú PVC ako značkovací materiál – preto platí rovnaké pravidlá aj pre vlákna.
Bežné časti a čo na nich funguje
Prevod matice do skutočných detailov vyzerá takto:
- Kryty zariadení (ABS, PC, PC/ABS) – vláknité alebo UV; tmavá značka na svetlom kryte. V prípade recyklovaných materiálov alebo materiálov spomaľujúcich horenie vykonajte skúšku na každej várke; výrobca stroja špecifikuje UV pre materiály spomaľujúce horenie.
- Elektrické konektory a komponenty (PA, PBT, PA GF) – PA vlákno a UV; PBT a PA so sklenenými vláknami sú „testovacou“ oblasťou. Jemné kódy DataMatrix sú argumentom pre menšiu UV škvrnu.
- Káble a plášte (PE, PVC, TPU) – PE a TPU na vlákne zvyčajne vyžadujú prísadu, UV značenie PE bez nej; PVC iba s chemickou filtráciou.
- Balenie (PET, PP, PE) – PET na CO2 a UV; PP a PE na vlákne závisia od prísady; značenie za chodu a čas cyklu sa určujú na linke.
- Elektronika a reklamné predmety – odstraňovanie laku z kľúčov, svetlých značiek na tmavých krytoch, pier a kľúčeniek vyrobených z materiálov s neznámym zložením; UV žiarenie tu vyhráva, pretože funguje na najširšej škále materiálov bez nutnosti pýtať si recept.
Predimplementačné testy: Testovacia karta
Najväčší odpad pri plastoch nepochádza z chybného stroja, ale z vynechaných pokusov. Každý nový diel, farba a šarža prechádza rovnakým testovacím hárkom predtým, ako sa odošle objednávke:
- Identifikácia materiálu – označenie na detaile (napr. „>ABS<“, „>PA66-GF30<“), technický list spracovateľa, informácie o farbive, plnive, retardéroch a podiele recyklátu.
- Mriežka parametrov – pole s jedným detailom so zvyšujúcim sa výkonom, znižujúcou sa rýchlosťou a meniacim sa zaostrením. Hľadáte najnižšiu energiu, ktorá vytvára plný kontrast; príliš veľa energie vedie k peneniu, podsvieteniu a skresleniu.
- Posúdenie kontrastu a hrán – pod mikroskopom: ostrosť hrán, konvexnosť znakov, vlasové trhliny. Skontrolujte 2D kódy skenerom a ak klient požaduje posúdenie kvality, overovačom.
- Testovanie trvanlivosti zahŕňa utieranie izopropylalkoholom, trenie handričkou a v prípade lekárskych alebo čistiacich dielov aj cyklus umývania alebo sterilizácie podľa postupu zákazníka. Výrobcovia neposkytujú číselné štandardy oderu, takže kritériá sa dohodnú so zákazníkom.
- Záznam – materiál, dávka, zdroj, výkon, rýchlosť, frekvencia, zaostrenie, výsledok, dátum. Spustite ďalšiu dávku s uloženými nastaveniami a skontrolujte opakovateľnosť.
Zdravie a bezpečnosť: výpary z plastov a trieda laserov
Každý plast pod nosníkom uvoľňuje dym a prchavé produkty rozkladu – nielen PVC. Systém extrakcie plastov má tri stupne – predfilter, HEPA filter a chemickú sekciu (aktívne uhlie) – takto ho okrem iného navrhuje aj BOFA, pretože prchavé zlúčeniny neprodukuje iba PVC (Laser Focus World: PET uvoľňuje benzén). Chlórované plasty vyžadujú špeciálnu chemickú kazetu a častejšie výmeny filtrov (výrobca značkovacieho systému). Nariadenie o strojových zariadeniach (EÚ) 2023/1230, platné od 20. januára 2027, vyžaduje, aby sa emisie nebezpečných látok zachytávali, vypúšťali alebo filtrovali.
Druhým problémom je trieda lasera. Podľa CIOP-PIB klasifikácia podľa PN-EN 60825-1:2014-11 zahŕňa aj plne uzavreté vysokovýkonné lasery v triede 1; otvorená galvanická hlava nad stolom je trieda 4, kde je nebezpečný aj difúzny odraz. Odrazy sú skutočné pri lesklých a priehľadných materiáloch, preto je povinné puzdro alebo okuliare prispôsobené vlnovej dĺžke (355 nm je iný filter ako 1064 nm); výber puzdra a okuliarov je popísaný v texte o výbere značkovacieho stroja. Medzi laserovými značkovacími strojmi Roboteus nájdete uzavreté aj otvorené stroje.
Často kladené otázky
Značí vláknový popisovač plast?
Záleží na materiáli. Podľa výrobcu vláknového laseru vlnová dĺžka 1064 nm značí ABS, polyamid, polykarbonát, PMMA a plasty s laserovými prísadami. Na PE a PP bez prísad zanecháva slabú alebo žiadnu stopu, pretože tieto polyméry 1064 nm zle absorbujú (Polymers 2019). Pred kúpou si vyskúšajte na vlastných dieloch.
Vyžaduje laserové značenie plastov extrakciu?
Áno, s akýmkoľvek plastom, pretože rozklad polymérov produkuje dym a prchavé zlúčeniny. V prípade PVC výrobca značkovacieho systému nazýva výfuk „základnou požiadavkou“ a filter musí mať chemickú časť, pretože chlór a vodná para vytvárajú kyselinu chlorovodíkovú. Bez takéhoto výfukového systému nie je možné PVC vôbec označiť.
Prečo nie je možné označovať PP a PE vláknovým laserom?
Keďže 1064 nm slabo absorbujú, vláknitý lúč prechádza materiálom namiesto uvoľňovania energie na povrchu a PP nekarbonizuje (Polymers 2019). Riešením je laserovo aktívna prísada privádzaná počas vstrekovania alebo 355 nm UV laser, ktorý označuje PE a PP bez prísad.
Čo sú laserovo aktívne prísady?
Tieto masterbatche, pridané do granulátu počas vstrekovania alebo extrúzie, absorbujú infračervené žiarenie a spúšťajú zmenu farby polyméru, ktorý slabo reaguje na lasery. Nedajú sa pridať do hotového dielu a nezaručujú kontrast: v štúdii Polymers 2019 pridanie LMA do PP zhoršilo výsledok, zatiaľ čo PP so sadzami vykazoval najlepšiu farbu.
Dá sa označiť priehľadný materiál?
Áno, ale nie s vláknom – vlákno neznačí priehľadné predmety. CO2 a UV sú vhodné pre priehľadný PET; UV označuje priehľadný PC „vynikajúco“, dokonca aj vo vnútri materiálu, a nevyžaduje prísady, ktoré vyžadovali staršie IR lasery.
Zdroje
- 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/
Redakčná poznámka
Ceny maloobchodných predajcov a orientačné ceny na roboteus.com sa môžu zmeniť; uvedené sumy sú platné k októbru 2026 a slúžia len na referenčné účely. Výsledky značenia sa líšia v závislosti od konkrétneho stroja, materiálu, farbiva a šarže – matica je testovacia mapa, nie záruka. Tento text nenahrádza pokyny výrobcu stroja ani predpisy o bezpečnosti a ochrane zdravia pri práci týkajúce sa laserov a vetrania pracoviska.