Lasermerkkaus
LASERMERKKAUS on tällä hetkellä markkinoilla olevista merkkausprosesseista kaikkein monipuolisin ja joustavin menetelmä. Lasersäde kosketuksettomana, kulumattomana ja joustavana työkaluna on optimaalinen väline merkkaamaan kaikentyyppisiä kappaleita. Lasermerkkaus tuottaa korkealaatuista merkkausjälkeä ja sillä voidaan suorittaa merkkausta moniin muuten mahdottomiin kohteisiin.
Lasermerkkaus tehdään tyypillisesti lyhyillä, korkeatehoisilla laserpulsseilla. Pulssitehot ovat tyypillisesti kilowattiluokassa muutamasta kilowatista yli sataan kilowattiin. Lasersäteen halkaisija työkappaleen pinnalla vaihtelee sovelluksesta riippuen 10 ja 200 µm välillä ja pulssitaajuudet 10 ja 100 kHz välillä.
ERILAISIA OPTIIKOITA käytetään merkattavan muodon aikaansaamiseksi työkappaleen pinnalle. Kaksi yleisintä optiikkatyyppiä lasermerkkauksessa ovat skannerioptiikka sekä maskioptiikka.
SKANNERIOPTIIKKA perustuu yhteen tai kahteen galvanometrisesti ohjattuun kääntyvään peiliin, jotka poikkeuttavat lasersädettä X- ja Y-suunnissa ja ohjaavat näin lasersädettä työkappaleen pinnalla useiden metrien sekuntivauhtia. Toinen nimitys menetelmälle on vektorimerkkaus, sillä merkattavat muodot muodostuvat useista yksittäisistä viivoista. Jokainen laserpulssi saa aikaan pienen pisteen työkappaleen pinnalle, ja limittämällä näitä pieniä pisteitä saadaan aikaan viivoja sekä kokonaisia alueita. Joustavuutensa ansiosta skannerioptiikka on optimaalinen työkalu esimerkiksi grafiikan, muuttuvien numerosarjojen ja erilaisten viivakoodien merkkaukseen.
MASKIOPTIIKAN käyttö perustuu merkattavan kuvion muotoiseen maskilevyyn, joka päästää lasersäteestä läpi vain merkattavan kuvion muotoisen osan. Maskilevyn läpi mennyt osa lasersäteestä fokusoidaan työkappaleen pinnalle, jonne muodostuu peilikuva maskilevyn kuviosta. Menetelmä on erittäin nopea, mikä mahdollistaa esimerkiksi liikkuvien työkappaleiden merkkauksen. Rajoitteena menetelmällä on joustamattomuus: maskilevy pitää vaihtaa mikäli merkattava kuvio halutaan vaihtaa.
Erilaisten optiikoiden lisäksi myös varsinainen merkkausprosessi vaihtelee riippuen materiaalista tai sovelluksen asettamista vaatimuksista. Erilaisia lasermerkkausprosesseja ovat mm. kaiverrus, materiaalin poisto, päästövärjäys, värinmuutos sekä vaahdotus.
LASERKAIVERRUS on lasermerkkausprosessi, jossa lasersäde sulattaa ja höyrystää materiaalia työkappaleen pinnalta. Tyypillisesti käytetään lyhyitä, korkeatehoisia pulsseja suhteellisen matalalla taajuudella, fokuspisteen halkaisijan ollessa 30-50 µm. Lähes kaikkia materiaaleja, kuten metalleja, muoveja, maaleja ja keraamisia materiaaleja, voidaan laserkaivertaa.
MATERIAALIN POISTO on menetelmä, jossa pinnoitekerros poistetaan työkappaleen pinnalta paljastaen näin perusmateriaalin tai alemman pinnoitekerroksen. Soveltuvia materiaaleja ovat esimerkiksi eloksoitu alumiini ja maalatut materiaalit.
PÄÄSTÖVÄRJÄYS soveltuu rautapohjaisille materiaaleille sekä titaanille. Lasersäteen kuumentaessa työkappaleen pintaa muodostuu pinnalle ohut oksidikerros. Oksidikerroksen paksuus määrittelee sen värin, minkä seurauksena merkkauksen väriä voidaan hallita lämmöntuontia säätelemällä. Päästövärjäys jättää sileän pinnan, koska materiaalia ei poisteta. Päästövärjäys kestää käyttölämpötiloja noin 200 °C asti.
VÄRINMUUTOS soveltuu muovien lasermerkkaukseen. Lasersäteen kuumentaessa tai sulattaessa materiaalia materiaalissa käynnistyvät kemialliset reaktiot saavat aikaan värinmuutoksen.
VAAHDOTUS muodostaa pieniä kaasukuplia merkattavaan materiaaliin ja merkkausjälki näkyy usein ympäröivää materiaalia vaaleampana. Joissain tapauksissa vaahdotuksella saadaan aikaan hieman koholla oleva merkkausjälki.
LASERMERKKAUKSEN EDUT:
- Kosketukseton prosessi (ei työkalun kulumista tai työkappaleen muodonmuutoksia)
- Joustavuus (jokainen merkintä voi olla uniikki)
- Merkkauksen hyvä laatu
- Merkkauksen hyvä kestävyys
- Ei erillisiä merkkausainetta
- Merkattavien materiaalien laaja kirjo
LASERMERKKAUKSEN RAJOITUKSET:
- Hitaus tietyissä sovelluksissa (esim. maalauksen alta näkyvä kaiverrus)
LISÄTIETOJA: lasertyöstö, Ionix tuotantojärjestelmät
IONIX tarjoaa teollisuudelle erilaisia lasertyöstöön liittyviä asiantuntijapalveluita prosessitesteistä kokonaisen lasertyöstöjärjestelmän suunnitteluun. Ota yhteyttä!
