Pri kovini je izbira preprosta: 1064 nm vlakenski laser označuje večino zlitin, testiranje pa je potrebno le pri visoko odbojnih kovinah (baker, srebro, zlato). Pri plastiki isti žarek ustvari črno, kontrastno oznako na enem delu in nič na drugem, čeprav sta oba videti enaka. Razlika je v polimeru, barvilu in polnilu, ne pa v nastavitvah stroja.
Lasersko označevanje plastike zato zahteva drugačen vrstni red kot jeklo: najprej material, nato valovna dolžina, nato moč in hitrost. To besedilo to organizira v eno samo matriko: material × valovna dolžina (10,6 µm CO2, 1064 nm vlakno, 355 nm UV) × učinek × ali je potreben lasersko aktiven dodatek. To matriko izpolnjujemo le z informacijami, ki jih potrdijo proizvajalci virov in publikacije; preostala polja so označena kot »zahteva testiranje«.
Na koncu sta še testni list pred izvedbo in razdelek o izpušnih plinih, saj so izpušni plini del postopka za plastiko. Metode označevanja in razlika med oznako in gravuro so obravnavane ločeno v besedilu o trajnem označevanju delov (vir v poljščini) .
Štirje mehanizmi: Kaj laser naredi s polimerom
Laser ne "vžge" napisa v material na en sam način. Po navedbah proizvajalca laserske naprave je način spreminjanja materiala odvisen predvsem od valovne dolžine in trajanja impulza, v praksi pa se uporabljajo štirje mehanizmi.
| Mehanizem | Kaj se dogaja | Tipičen videz | Ali obstaja kakšna materialna škoda? |
|---|---|---|---|
| Sprememba barve | Kemijska reakcija pigmenta ali polimera | Temen znak na svetlem ozadju ali svetel znak na temnem ozadju | Ne - gladka površina |
| Karbonizacija | Matrična piroliza; črna oznaka so ogljikovi produkti (Polymers 2019) | Črna ali temno rjava | Minimalno |
| Penjenje | Taljenje in uplinjanje; mehurčki sipajo svetlobo (Polymers 2019) | Svetla, dvignjena oznaka na temni plastiki; po podatkih proizvajalca stroja 20–40 µm | Ne - znak štrli |
| Odstranjevanje plasti | Fotografija laka ali tiska | Kontrast spodnje plasti (tipke, plošče) | Da - samo nadlak |
Pravilo izhaja iz materialov proizvajalca označevanja: na svetlih materialih je tarča temna oznaka (karbonizacija ali sprememba barve), na temnejših materialih pa svetla oznaka (penjenje). Kateri mehanizem se sproži na delu, je odvisno od tega, ali polimer in njegovo barvilo absorbirata določeno valovno dolžino – in to je bistvo izbire.
Kako posamezna valovna dolžina vpliva na material
CO2 (10,6 µm) absorbira večina organskih materialov; proizvajalec označevanja opisuje njegov učinek kot segrevanje in taljenje površine, kar povzroči konveksno ali konkavno sled. Ta žarek je primeren za prozorne materiale (deluje na steklu in PET), za odstranjevanje plasti in embalaže; barvni kontrast na trdnih tehničnih plastikah je omejen.
Vlakna (1064 nm) po navedbah proizvajalca označevanja "predvsem segrejejo površino, da ustvarijo oznako" in ne označujejo prozornih predmetov. Proizvajalec laserjev navaja naslednje materiale, označene z vlakni: ABS, poliamid, polikarbonat, PMMA in "plastiko z laserskimi dodatki". Kjer material absorbira 1064 nm, so vlakna najcenejši in najhitrejši vir; PE in PP brez dodatka ne ustvarita berljive oznake.
Zelena (532 nm) je po navedbah proizvajalca stroja "širši nabor materialov" kot standardnih 1064 nm; v poljskih trgovinah je redka in razen te splošne deklaracije ni podatkov za vsak material, zato jih ne vključujemo v matriko - za vire preverite pri proizvajalcu.
UV-fotoni (355 nm) namesto taljenja materiala prekinejo molekularne vezi – to je »hladno označevanje« z minimalno toplotno obremenitvijo. Proizvajalec označevalnih strojev določa UV za PC, ABS in PA, za prozorne plastike brez dodatkov, za silikon in za PE/PP; proizvajalec strojev določa UV za negorljive plastike. UV-pika je manjša, kar je pomembno za drobnozrnate kode na elektroniki.
Material × Valovna dolžina × Učinek × Aditivna matrika
Spodaj smo povzeli, kaj lahko podkrepimo z viri. »Poskusno« pomeni, da navedeni viri ne dajejo dokončnega sklepa za to kombinacijo – rezultat je odvisen od barvila in dodatkov ter zahteva testiranje na vaši lastni seriji.
| Material | CO2 10,6 µm | Vlakno 1064 nm | UV 355 nm | Tipičen učinek | Lasersko aktiven dodatek |
|---|---|---|---|---|---|
| ABS | poskus | da, brez dodatkov | da - črna pika na naravnem | sprememba barve / karbonizacija | NE |
| Osebni računalnik | poskus | Da | ja - tudi znak znotraj prozornega | sprememba barve, temna lisa | NE |
| PA6 / PA66 | poskus | Da | ja - svetlobni znak na temnem | penjenje / sprememba barve | NE |
| PA s steklenimi vlakni | poskus | test - s polnilom "lahko je označeno drugače" | poskus | odvisno od barvila in dodatkov | odvisno od stranke |
| POM | poskus | brez vira proizvajalca - ne predvidevajte, da deluje | poskus | odvisno od barvila in dodatkov | poskus |
| Strokovnjak za osebni razvoj | poskus | slabo se vpija, skoraj ne spreminja barve | da, z določenimi parametri | sprememba barve | da v IR; ne v UV |
| PP | poskus | slabo se vpija, ne ogljiči | da, z določenimi parametri | sprememba barve | ja z IR, ampak ne pomaga vedno |
| PET | da - prozorno | da - visoka dovzetnost | da, prozorno in barvno | sprememba barve | NE |
| PMMA | da - mat gravura | Da | poskus | olajšanje / sprememba barve | NE |
| PS | poskus | da - visoka dovzetnost | poskus | karbonizacija / sprememba barve | NE |
| PEEK | poskus | poskus | poskus | odvisno od barvila in dodatkov | poskus |
| Silicij | poskus | poskus | da - zelo visok kontrast | sprememba barve | ne z UV-žarki |
| TPU | poskus | običajno zahteva dodatek | poskus | sprememba barve | da z IR |
| PBT | poskus | poskus | poskus | odvisno od barvila in dodatkov | poskus |
| PVC | ne brez kemične filtracije — klor → HCl | ne brez kemične filtracije — klor → HCl | brez vira; isti klor | zlata oznaka (CO2) samo s kemično filtracijo | — |
Zakaj "da" v tabeli: vlakna na ABS, PA, PC in PMMA – proizvajalec laserjev; ABS, PS, PET pod IR, slaba absorpcija za PE in PP, dodatki za PE, PP in TPU – polimeri 2019; UV na ABS, PC, PA, PET, silikonu ter PE in PP, CO2 na prozornem PET, stekleno polnilo – proizvajalec označevalnih strojev; PVC – proizvajalec označevalnih sistemov. Proizvajalec označevalnih strojev ugotavlja, da ogljikovo saje "pogosto dobro označujejo", medtem ko so reciklirani materiali težje označevalni – isto blagovno ime v dveh serijah lahko da dva različna rezultata.
Zakaj PE, PP in prozorne plastike potrebujejo UV ali dodatke
Polietilen in polipropilen sta najpogostejša embalažna materiala in tudi najtežja za vlakna. Študija Czyżewskega in soavtorjev (Polymers 2019) jasno navaja, da HDPE in PP slabo absorbirata sevanje 1064 nm, zato komaj spreminjata barvo, PP pa se ne karbonizira.
Obstajata dve možnosti. Prva je lasersko aktiven dodatek (LMA, masterbatch), ki se doda med brizganjem ali ekstruzijo in absorbira infrardeče sevanje ter sproži spremembo barve. Ta rešitev je za proizvajalca komponent, ne za označevalno sredstvo: končnega dela ni mogoče "izpopolniti". Dodatek tudi ni zagotovilo – v navedeni študiji je LMA v PP zmanjšal kontrast, PP, pigmentiran s črnim ogljem, pa je bil označen kot najboljši.
Druga možnost je UV. Proizvajalec označevalnih strojev navaja, da PE in PP "zahtevata specifične UV parametre", vendar označujeta brez dodatkov. Prozorni materiali, ki so pri starejših IR laserjih zahtevali kemične dodatke, jih pri UV ne potrebujejo. Če označujete dele drugih ljudi in nimate nadzora nad formulo, je označevanje plastike z UV laserjem edini način, ne glede na to, kaj je dodal predelovalec.
UV hladno označevanje: Kdaj se splača doplačati 355 nm
Proizvajalec označevanja pojasnjuje, da plastika "zadržuje" toploto: toplotni vir lahko del ukrivi ali nabreče, zato za občutljive dele priporočajo UV-žarke. Drugi proizvajalci dodajajo, da krajši impulzi (MOPA) omejujejo penjenje in taljenje – to je posreden pristop, ki ne nadomešča drugih valovnih dolžin.
Roboteus ponuja to vlogo z UV-označevalnikom RBZ 1515UV : UV-vir JPT 5 W (355 nm), delovno območje 150 × 150 mm, višina obdelovanca do 250 mm, galvanometrična hitrost glave do 7 m/s, natančnost do 0,01 mm in življenjska doba vira do 20.000 obratovalnih ur po navedbah proizvajalca. Poraba energije: največ 900 W pri 230 V; EZCAD 2 vključen, LightBurn opcijsko. Proizvajalec opisuje postopek kot fotokemično ablacijo brez toplotnih poškodb in navaja plastiko, steklo, keramiko, elektroniko in označevanje sproti. Približna cena na roboteus.com: od 19.512,00 PLN neto (od oktobra 2026), konfigurirano za postopek.
Dodatek za UV je merljiv. Glede na katalogne cene od oktobra 2026 ena trgovina 5W UV postavi na 28.455,28 PLN neto, v primerjavi s 15.121,95 PLN neto za 30W vlakno (razlika je 13.333,33 PLN); v dveh drugih trgovinah je razlika med 5W UV in 30W vlaknom podobna – popolna razčlenitev je navedena v besedilu o izbiri markerja. Ta razlika je smiselna, če vaši sestavni deli vključujejo PE, PP, prozorno plastiko, silikon ali medicinske dele – proizvajalec markerja navaja, da je UV oznaka na medicinskih materialih odporna na topila, avtoklave in odrgnine ter da tamponski tisk po sterilizaciji zbledi.
Če primarno označujete ABS, PC in PA, pa tudi plastiko in kovino, so običajno zadostna vlakna. Proizvajalec opisuje vlakneni označevalec RBZ 2020 (Raycus 50 W, polje 200 × 200 mm) kot stroj za kovine in izbrane plastike. V našem vodniku o izbiri laserskega označevalnika (vir v poljščini) smo obravnavali moč, polje in izbiro vira.
PVC in klorirane plastike: klor, HCl in kemična filtracija
PVC pod laserjem ustvari berljivo oznako – proizvajalec sistema za označevanje v svoji opombi o uporabi opisuje »edinstveno zlato oznako« iz CO2, ki je trpežna in odporna proti obrabi – in to je past. V isti opombi je navedeno, da lasersko označevanje PVC sprošča klorove pare in da klor v kombinaciji z vodno paro ustvarja klorovodikovo kislino, ki v proizvodnem okolju razgrajuje kovine in plastiko. Proizvajalec izpušno prezračevanje imenuje »temeljno zahtevo«, filtre za PVC pa zamenjajo »mesečno ali četrtletno«.
Laser Focus World dodaja, da hlapi PVC in PET vsebujejo vodikov klorid in benzen, lepljivi delci pa lahko v nekaj minutah zamašijo standardne filtre. Zato je uporabljena tristopenjska filtracija: predfilter, HEPA in kemični del. Proizvajalec sistema za označevanje trdi, da je učinkovitost HEPA filtrov za njegove sesalnike 99,997 % pri 0,3 µm, na voljo pa je tudi ločen model s kemičnim vložkom za PVC.
Pravilo: ne sprejemajte naročil za PVC, "vinilne" kabelske plašče, samolepilne PVC folije ali usnju podobne materiale neznane sestave brez kemičnega filtra. Ta opomba velja za CO2, proizvajalci vlaken pa PVC-ja sploh ne opisujejo kot material za označevanje – zato veljajo enaka pravila za vlakna.
Skupni deli in kaj deluje na njih
Prevod matrike v dejanske podrobnosti izgleda takole:
- Ohišja naprav (ABS, PC, PC/ABS) – vlakna ali UV; temna oznaka na svetlem ohišju. Za reciklirane materiale ali materiale, ki zavirajo gorenje, preizkusite vsako serijo; proizvajalec stroja navaja UV za materiale, ki zavirajo gorenje.
- Električni konektorji in komponente (PA, PBT, PA GF) – PA vlakna in UV; PBT in PA s steklenimi vlakni sta "testno" področje. Natančne kode DataMatrix so argument za manjšo UV točko.
- Kabli in plašči (PE, PVC, TPU) - PE in TPU na vlaknih običajno zahtevata dodatek, UV označevanje PE brez njega; PVC samo s kemično filtracijo.
- Embalaža (PET, PP, PE) - PET na CO2 in UV; PP in PE na vlaknih je odvisno od dodatka; označevanje na liniji in čas cikla sta odvisna od proizvodnega procesa.
- Elektronika in promocijski izdelki – odstranjevanje laka s ključev, svetlih oznak na temnih ohišjih, pisala in obeski za ključe iz materialov neznane sestave; UV tukaj zmaga, ker deluje na najširšem spektru materialov, ne da bi zahteval recept.
Predizvedbeni testi: Testna kartica
Največja odpadna količina plastike ne nastane zaradi okvarjenega stroja, temveč zaradi preskočenih poskusov. Vsak nov del, barva in serija gre skozi isti testni list, preden se pošlje naročilu:
- Identifikacija materiala – oznaka na detajlu (npr. ">ABS<", ">PA66-GF30<"), tehnični list predelovalca, podatki o barvilu, polnilu, zaviralcih vezanja in deležu recikliranega materiala.
- Mreža parametrov – polje z enim detajlom, ki povečuje moč, zmanjšuje hitrost in spreminja fokus. Iščete najnižjo energijo, ki ustvari poln kontrast; preveč energije povzroči penjenje, premajhen kontrast in popačenje.
- Ocena kontrasta in robov – pod mikroskopom: ostrina robov, konveksnost znakov, tanke razpoke. 2D-kode preverite s skenerjem, če stranka zahteva oceno kakovosti, pa tudi s preverjalnikom.
- Preizkus trajnosti vključuje brisanje z izopropilnim alkoholom, drgnjenje s krpo in, za medicinske ali čistilne dele, cikel pranja ali sterilizacije iz postopka stranke. Proizvajalci ne zagotavljajo numeričnih standardov obrabe, zato se o merilih dogovori s stranko.
- Zapis – material, serija, vir, moč, hitrost, frekvenca, fokus, rezultat, datum. Začnite naslednjo serijo s shranjenimi nastavitvami in preverite ponovljivost.
Zdravje in varnost: plastični hlapi in laserski razred
Vsaka plastika pod žarkom oddaja dim in hlapne produkte razgradnje – ne le PVC. Sistem za ekstrakcijo plastike ima tri stopnje – predfilter, HEPA filter in kemični del (aktivno oglje) – tako ga je med drugim zasnoval BOFA, ker hlapne spojine ne proizvaja samo PVC (Laser Focus World: PET sprošča benzen). Klorirane plastike zahtevajo namensko kemično kartušo in pogostejše menjave filtrov (proizvajalec sistema označevanja). Uredba o strojih (EU) 2023/1230, ki velja od 20. januarja 2027, zahteva, da se emisije nevarnih snovi zadržujejo, zajemajo, odvajajo ali filtrirajo.
Drugo vprašanje je razred laserja. Po podatkih CIOP-PIB klasifikacija v skladu s standardom PN-EN 60825-1:2014-11 vključuje tudi popolnoma zaprte visokozmogljive laserje razreda 1; odprta galvanska glava nad mizo je razreda 4, kjer je nevaren že difuzni odboj. Odboji so resnični pri svetlečih in prozornih materialih, zato je ohišje ali stekla, ki ustrezajo valovni dolžini (355 nm je drugačen filter kot 1064 nm), obvezno; izbira ohišja in stekel je opisana v besedilu o izbiri označevalnega stroja. Med laserskimi označevalnimi stroji Roboteus boste našli zaprte in odprte stroje.
Pogosto zastavljena vprašanja
Ali bo vlakneni marker označil plastiko?
Odvisno od materiala. Po navedbah proizvajalca vlakenskega laserja 1064 nm označuje ABS, poliamid, polikarbonat, PMMA in plastiko z laserskimi dodatki. Na PE in PP brez dodatkov pušča rahlo ali nič sledi, saj ti polimeri slabo absorbirajo 1064 nm (Polymers 2019). Pred nakupom preizkusite na svojih delih.
Ali lasersko označevanje plastike zahteva ekstrakcijo?
Da, s katero koli plastiko, ker razgradnja polimerov povzroča dim in hlapne spojine. Pri PVC-ju proizvajalec sistema označevanja izpušne pline imenuje "osnovna zahteva", filter pa mora imeti kemični del, ker klor in vodna para ustvarjata klorovodikovo kislino. Brez takšnega sistema izpušnih plinov PVC-ja sploh ni mogoče označiti.
Zakaj PP in PE ni mogoče označevati z vlaknenim laserjem?
Ker slabo absorbirajo 1064 nm, vlakneni žarek prehaja skozi material namesto da bi sprostil energijo na površini, PP pa se ne karbonizira (Polymers 2019). Rešitev je lasersko aktiven dodatek, ki se vnese med injiciranjem, ali 355 nm UV laser, ki označuje PE in PP brez dodatkov.
Kaj so lasersko aktivni dodatki?
Te masterbatche, dodane granulatu med brizganjem ali ekstrudiranjem, absorbirajo infrardeče sevanje in sprožijo spremembo barve polimera, ki se slabo odziva na laserje. Ni jih mogoče dodati končnemu delu in ne zagotavljajo kontrasta: v študiji Polymers 2019 je dodatek LMA k PP poslabšal rezultat, medtem ko je PP s sajami pokazal najboljšo barvo.
Ali je mogoče označiti prozoren material?
Da, vendar ne z vlakni – vlakna ne označujejo prozornih predmetov. CO2 in UV sta primerna za prozorni PET; UV označi prozorni PC "odlično", tudi znotraj materiala, in ne potrebuje dodatkov, ki so jih potrebovali starejši IR laserji.
Viri
- 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/
Uredniška opomba
Cene v maloprodajnih trgovinah in orientacijske cene na roboteus.com se lahko spremenijo; prikazani zneski veljajo od oktobra 2026 in so zgolj informativni. Rezultati označevanja se razlikujejo glede na posamezen stroj, material, barvilo in serijo – matrika je testni zemljevid in ne jamstvo. To besedilo ne nadomešča navodil proizvajalca stroja ali predpisov o varnosti in zdravju pri delu v zvezi z laserji in prezračevanjem delovnih postaj.