Znakowanie i grawerowanie laserowe tworzyw sztucznych

Istnieje możliwość trwałego znakowania prawie każdego rodzaju tworzywa sztucznego, chociaż niektóre surowce jak i pigmenty czy inne dodatki (np. wypełniacze, uszlachetniacze, środki zmniejszające palność) reagują różnie na obróbkę laserem.
Dla tworzyw sztucznych znakowanych laserowo laser światłowodowy oferuje różne możliwości znakowania, takie jak barwienie, karbonatacja czy spienianie. Ponieważ różne tworzywa reagują bardzo różnie, należy zawsze przetestować próbkę materiału.

Oto kilka zastosowań:

• Obudowy wykonane z tworzyw sztucznych
• Wtyczki elektryczne
• Podzespoły elektroniczne

• Płytki obwodów drukowanych (PCB)
• Części samochodowe
• Laserowe cięcie rur
• Klawiatury
• Narzędzia i uchwyty narzędziowe
• Przyciski i przełączniki o konstrukcji do pracy we dnie i w nocy
• Laserowe grawerowanie laminatów
• Przywieszki identyfikacyjne dla zwierząt
• Opakowania
• Folie
• Czujniki
• Laserowe cięcie winylu

Wiele tworzyw sztucznych można znakować konwencjonalnym laserem światłowodowym. Najczęściej wynik znakowania jest bardzo dobry, ale w przypadku niektórych tworzyw sztucznych nie zawsze udaje się osiągnąć jednakowej homogeniczności. Znakowanie tych tworzyw sztucznych laserem MOPA umożliwia uzyskanie znacznie większego poziomu kontrastu i homogeniczności. Pomocna jest także regulacja czasu trwania impulsów, która pozwala na stosowanie krótkich lub długich impulsów.

W przypadku ciemnych tworzyw sztucznych (takich jak PA 66 GF, PA 6 GF, PP GF itd.) otaczający materiał jest mniej nagrzewany dzięki krótkim, wymagającym mniej energii impulsom. Te tworzywa sztuczne mniej się pienią, a ich znakowanie jest bardziej homogeniczne. Inne tworzywa sztuczne wymagają więcej energii do wystarczającego nagrzania materiału. W tym przypadku długie impulsy pomagają zoptymalizować pienienie się materiału. W obu przypadkach znakowanie laserem MOPA powoduje uzyskanie wyraźniejszego kontrastu, a przez to lepszej czytelności (dla maszyny). 

Zmiana koloru

Zmiana koloru na materiale gwarantuje najwyższą czytelność znaków. Znakowanie laserowe ze zmianą koloru jest zasadniczo procesem elektrycznym, który zmienia uporządkowanie makrocząsteczek (zmieniając ich kierunek). Nie jest usuwany żadem materiał, ale może nastąpić częściowe spienienie.
Laser wykorzystuje mało energii, ale generuje impulsy z dużą częstotliwością. W przeciwnym razie doszłoby do usuwania materiału lub ciągłego pienienia. Zmiana koloru jest możliwa dla wszystkich polimerów, a uzyskany kolor może być ciemniejszy lub jaśniejszy. W większości przypadku kolor będzie ciemny.

Nawęglanie

Nawęglanie umożliwia uzyskanie silnego kontrastu na jasnej powierzchni. W trakcie nawęglania laser nagrzewa powierzchnię materiału (min. do 100°C), a następnie emitowane są tlen i wodór oraz mieszanina obu tych gazów. Wskutek tego powstaje ciemniejszy obszar z wysokim stężeniem węgla.
Laser wykorzystuje mniej energii, dlatego czasy znakowania są nieco dłuższe niż w przypadku innych procesów. Nawęglanie jest możliwe dla polimerów i biopolimerów, np. drewna lub skóry. Jako że nawęglanie zawsze pozostawia ciemne znaki, kontrast uzyskany na ciemnej powierzchni będzie minimalny.

Ekspandowanie

W wyniku ekspandowania powstaje namacalny znak na materiale. Może być on postrzegany jako wywołany laserem „wżer”, który stopił część powierzchni. Wskutek szybkiego ochładzania, w obrabianym metalu powstają pęcherzyki powietrza. Pęcherzyki te pozostawiają namacalne wybrzuszenia.
Laser wykorzystuje mniej energii, ale wysyła dłuższe impulsy. Ekspandowanie jest możliwe dla wszystkich polimerów, ale także niektórych metali. W zależności od materiału powstały ślad będzie jasny lub ciemny.

Usuwanie

Usuwanie jest stosowane przy plastikach wielowarstwowych (laminatach). Podczas procesu usuwania wiązka laserowa usuwa górne warstwy, które zostały zaaplikowane na materiale podstawowym. Powoduje to powstanie kontrastu między kolorami odkrywanych warstw.