Marcatura e incisione plastica con laser

È possibile marcare permanentemente quasi tutti i tipi di plastica, ma le reazioni dei diversi materiali, dei pigmenti di colore e di altri additivi (ad es. materiali di riempimento, sostanze ritardanti di fiamma) possono essere molto diverse.
Per la marcatura laser di materie plastiche il laser a fibra consente la decolorazione, la carbonizzazione o l’espansione del materiale. Materie plastiche diverse reagiscono in modo molto differente, è quindi sempre consigliabile effettuare prima un test di materiale.

Di seguito vengono elencate alcune applicazioni:

• Contenitori in plastica
• Prese elettriche
• Taglio vinile
• Film plastico

• Componenti elettronici
• Circuiti stampati (PCB)
• Componenti per settore automobilistico
• Tastiere
• Attrezzi e maniglie di attrezzi
• Tasti e interruttori
• Targhette identificative
• Imballaggi
• Pellicole
• Sensori

Per la marcatura di diverse plastiche si può utilizzare il tradizionale laser a fibra. Nella maggior parte dei casi il risultato è ottimo, ma con alcune plastiche non sempre si ottiene lo stesso grado di omogeneità. Per la marcatura di tali plastiche si può ricorrere a un laser MOPA, ottenendo così più contrasto e omogeneità. Anche la durata regolabile degli impulsi, che possono essere sia corti che lunghi, risulta molto utile.

Con plastiche scure (come PA 66 GF, PA 6 GF, PP GF, ecc.), grazie agli impulsi di breve durata e la relativa energia ridotta, il materiale circostante non si surriscalda. Le plastiche si espandono di meno, perciò la marcatura risulta più omogenea. Altre plastiche invece richiedono più energia per riscaldare a sufficienza il materiale. In tal caso, gli impulsi lunghi aiutano a ottimizzare l’espansione del materiale. In entrambi i casi la marcatura con il laser MOPA produce un contrasto più netto, favorendo una leggibilità (automatica) migliore. 

Espansione

L'espansione lascia sul materiale una marcatura tangibile. Si tratta di una sorta di ebollizione provocata dal laser, che fonde la superficie; in seguito a un rapido raffreddamento, delle bolle d'aria rimangono inglobate nel materiale, lasciando un rigonfiamento tangibile in rilievo.
Il laser lavora a potenza ridotta ma con impulsi prolungati. La tecnica dell'espansione è applicabile a tutti i polimeri, ma anche ad alcuni metalli. In base al materiale, la marcatura può essere chiara o scura.

Carbonizzazione

La carbonizzazione consente di creare forti contrasti su superfici brillanti. In fase di carbonizzazione, il laser surriscalda la superficie del materiale (a un minimo di 100° C) provocando l'emissione di ossigeno, idrogeno, o dell'insieme dei due gas. Ne risulta un'area scura con un'elevata concentrazione di carbonio.
Il laser lavora ad un'energia inferiore alla media, di conseguenza i tempi di marcatura sono leggermente più lunghi rispetto ad altri processi. La carbonizzazione può essere applicata a polimeri o biopolimeri come legno o pelle e cuoio. Creando esclusivamente marcature scure, la carbonizzazione su materiali scuri provoca un contrasto minimo.

Cambiamento di colore

Il processo di cambiamento di colore del materiale garantisce un'elevata leggibilità. La marcatura laser con tecnica di cambiamento di colore è fondamentalmente un processo elettrico, che riordina le macromolecole (modificandone la direzione). Non avviene alcuna rimozione di materiale, mentre è possibile che si crei una parziale espansione.
Il laser lavora alla massima frequenza degli impulsi ma con un'energia ridotta per ogni impulso, per evitare la rimozione o la possibile espansione del materiale. Il cambiamento di colore è applicabile a tutti i polimeri, e può dare adito a marcature chiare o scure, ma nella maggior parte dei casi crea un effetto scuro.

Rimozione

La rimozione è utilizzata con plastica multistrato (laminati). Durante il processo di rimozione il raggio laser rimuove gli strati superiori che sono stati applicati al materiale di base, con la conseguenza di creare contrasti cromatici dovuti alla differenza di colore tra i diversi strati.