このガイドでは、レーザーマーキングマシンについてすべて説明します。 それらが何であるか、どのように機能するか、それらがもたらす利点、および潜在的な用途について説明します。
目次
レーザーマーキングマシンとは何ですか？
レーザーマーキングマシンはどのように機能しますか?
レーザーマーキングマシンの利点
レーザーマーキングマシンのアプリケーション
さまざまなレーザーマーキングマシンのプロセス
レーザーマーキングマシンとは何ですか？
レーザーマーキング レーザー光線を使用して、あらゆる種類の物体に永久にマークを付けます。 レーザーマーキングの背後にある原理は、レーザーエネルギーが物体表面に当たったときに生じる反応を通じて、レーザービームが物体表面の光学的外観を変更するというものです。 これは、さまざまなメカニズムを通じて発生する可能性があります。
1. 材料のアブレーション (レーザー彫刻); 場合によっては、着色された表面層の一部を除去することもあります。
2. 金属を溶かし、表面構造を変更します。
3. 通常、紙、ボール紙、木材、またはポリマーのわずかな燃焼 (炭化)。
4. プラスチック材料内の顔料 (工業用レーザー添加剤) の変換 (漂白)。
5. 添加剤の蒸発などによるポリマーの膨張。
6. 小さな気泡などの表面特徴の生成。
レーザー ビームを（たとえば、XNUMX つの可動ミラーで）スキャンすることにより、ベクトルまたはラスター スキャンを使用して、文字、記号、バーコード、およびその他のグラフィックをすばやく書き込むことができます。 もう XNUMX つの方法は、ワークピース上に描画されるマスクを使用することです (投影マーキング、マスク マーキング)。 この方法は簡単かつ迅速であり、移動するワークピースにも使用できます。 ただし、スキャンよりも柔軟性が劣ります。
レーザーマーキングは、レーザービームを使用してワークピースや材料にマーキングまたはラベルを付けることです。 彫刻、除去、染色、焼きなまし、発泡など、これが起こるさまざまな方法を見ていきます。 材料の種類と必要な品質に応じて、これらの手順にはそれぞれ長所と短所があります。
レーザーマーキングマシンはどのように機能しますか?
レーザー技術の基礎
すべてのレーザーは XNUMX つの主要コンポーネントで構成されています。
1. エネルギー源。通常は外部ポンプ源として知られています。
2. 活性レーザー媒体。
3. 共振器を形成する XNUMX つ以上のミラー。
1. ポンプ源は外部エネルギーを導きます。 レーザー 活性媒体に応じて、光学的、電気的、または化学的になる可能性があります。
2. 活性レーザー媒質は、レーザー作用が起こる材料です。 設計に応じて、混合ガス (CO2 レーザー)、固体結晶 (YAG レーザー)、または希土類金属元素をドープした光ファイバー (ファイバー レーザー) を使用できます。 エネルギーが活性媒体に注入されると、部分的に放射エネルギーに変換されます。
3. 共振器はレーザービーム内の光エネルギーを蓄積します。 XNUMX つ以上の鏡を向かい合わせに配置し、その間で発せられた光が前後に反射されるようにして形成されます。 鏡のうちの XNUMX つはマジックミラーです。 活性レーザー媒体の放射は共振器内で増幅されます。 一定量の放射線だけが、マジックミラーを通って共振器から出ることができます。 これがレーザー照射です。
レーザーマーキングマシンの利点
安定した品質の高精度マーキング
レーザーマーキングの高精度のおかげで、非常に繊細なグラフィックス、ワンポイントフォント、非常に小さな形状でもはっきりと判読できます。 同時に、レーザー マーカーでマーキングすることで、継続的な高品質の結果が保証されます。
高いマーキング速度
レーザーマーキングは、市場で利用可能な最も高速なマーキングプロセスの XNUMX つです。 これにより、ビジネスに高い生産性とコスト上のメリットがもたらされます。 材料の構造とサイズに応じて、さまざまなレーザー源 (例: ファイバーレーザー) またはレーザー機械 (例: ガルバノレーザー) を使用して、さらに高速化することができます。
長持ちするマーキング
レーザー エッチングは永久的なものであるため、一度だけ行う必要があり、摩耗、熱、酸などの化学薬品に対して耐性があります。 レーザーパラメータ設定によっては、表面を損傷することなく特定の材料をマーキングすることもできます。
レーザーマーキングマシンのアプリケーション
レーザーマーキングマシン 非常に多様なアプリケーションがあります:
1. 食品の包装やボトル等への品番、バーコード、賞味期限等の記載。
2. 品質管理のための追跡可能な情報を追加します。
3. プリント基板 (PCB)、電子部品、およびケーブルのマーキング。
4. 商品へのロゴ、バーコード等の印刷。
インクジェット印刷や機械的マーキングなどの他のマーキング技術と比較して、レーザーマーキングには、非常に高い処理速度、低い運用コスト (消耗品を使用しない)、一定の高品質、長期的な結果、クリーン、耐久性など、多くの利点があります。汚れがなく、非常に柔軟でありながら小さな形状をマークすることができます。
プラスチック素材、木材、ボール紙、紙、革、アクリルは、比較的低出力の CO2 レーザーでマークされることがよくあります。 ただし、これらのレーザーは長波長での吸収が低いため、金属表面にはあまり適していません。 ランプまたはダイオード励起の Nd:YAG レーザー (通常は Q スイッチ)、または金属表面により適したファイバー レーザーを使用して、さまざまなレーザー波長を取得できます。 マーキングに使用されるレーザーの出力は一般に 10 ～ 100 W です。YAG レーザーの周波数を 532 倍にすることで得られる 350 nm などの短い波長は有利ですが、高価です。 約 416 ～ XNUMX nm の吸収スペクトルを持つ金などの金属をマーキングするには、短いレーザー波長が不可欠です。
金属
ステンレス鋼、アルミニウム、金、銀、チタン、青銅、プラチナ、または銅はすべて永久にマーキングできます。
レーザーは数年前から、特に金属の彫刻やマーキングに使用されています。 マーキングできるのはアルミニウムのような柔らかい金属だけではありません。 鋼や非常に硬い合金にも、レーザーを使用して正確に、読みやすく、迅速にマークを付けることができます。 合金鋼などの金属では、アニーリングマーキングを使用して、表面構造に損傷を与えることなく耐食性マーキングを実装することも可能です。 金属製の製品は、幅広い業界でレーザーでマーキングされています。
プラスチック
ポリカーボネート（PC）、ポリアミド（PA）、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体（ABS）、ポリイミド（PI）、ポリスチレン（PS）、ポリメタクリル酸メチル（PMMA）、ポリエステル（PES）。
プラスチックは、いくつかの方法でレーザーでマークまたは彫刻できます。 ファイバー レーザーを使用すると、ポリカーボネート、ABS、ポリアミドなど、さまざまな市販のプラスチックにマーキングできます。 仕上がりは永久的、迅速かつ高品質になります。 マーキングレーザーのセットアップ時間の短縮と柔軟性のおかげで、小さなバッチサイズでも経済的に行うことができます。
有機材料
有機材料に永続的で鮮明なマーキングを施すために必要なレーザー エネルギーはわずかです。 専門家は、この要件に完全に対応するレーザー マーキング システムを開発しました。 熱の発生を望ましい制限内に保つために強度を制御できるシステム。
ガラスとセラミックス
ガラスやセラミックなどの素材は、従来の方法では安全にマーキングすることが困難です。 この目的のために、STYLECNC は、ガラスやセラミックに高コントラストでクラックのないマーキングを適用できる技術を開発しました。 想像してみてください。破損や無駄な製品はほとんどありません。
さまざまなレーザーマーキングマシンのプロセス
アニーリングマーキング
アニーリングマーキングは、金属用の特殊なタイプのレーザーエッチングです。 レーザービームは金属をゆっくりと加熱し、材料表面の下で酸化プロセスを引き起こし、金属表面の色の変化をもたらします。 何も除去せず、表面を傷つけないため、錆が発生しやすい用途に最適です。
レーザー彫刻
レーザー彫刻中、レーザー ビームは単に材料を溶かし、高圧ガス (通常は窒素) を使用して溶融金属を切り口から吹き飛ばします。 表面の印象は彫刻です。
レーザー除去
除去中に、レーザー ビームによって基板に塗布されたトップコートがすべて除去されます。 トップコートと下地の色の違いによりコントラストが生まれます。 この方法でレーザーマーキングされる一般的な材料には、陽極酸化アルミニウム、コーティングされた金属、箔、フィルム、またはラミネートなどがあります。 塗装を剥がすのにも使えます。
発泡
これはポリマー材料に使用されます。 発泡中、レーザー光線が材料を溶かします。 溶解プロセスにより材料内に気泡が生成され、光が乱反射します。 マーキングは、エッチングされていない領域よりも明るくなります。 このタイプのレーザーマーキングは、主に濃い色のプラスチックに使用されます。
炭化
炭化により、明るい表面に強いコントラストが得られます。 炭化プロセス中に、高エネルギーレーザーにより材料の上層が蒸発し、酸素、水素、または両方のガスの組み合わせが放出されます。 炭素-炭素結合が形成され、黒ずんだ（炭化した）領域が残ります。
炭化は、木材や皮革などのポリマーまたはバイオポリマーに使用できます。 炭化すると常に黒いマークができるため、暗い素材のコントラストはあまり良くありません。
カラー彫刻
カラー彫刻は、MOPA ファイバー レーザー光源を使用して、ステンレス鋼、チタンなどの金属表面に色を追加するマーキング プロセスです。MOPA とは、マスター レーザー (またはシード レーザー) とブーストする光アンプで構成される構成を指します。出力電力。 基本的に表面はご希望の色で染色されます。
3Dマーキング
これは、平面ではなく 3D 形状やオブジェクトをマークするために使用されます。 光拡大ビームレンズをコンピュータにより制御し、光軸方向に高速往復運動させます。 レーザービームの焦点距離を動的に調整することで、表面上のさまざまな位置に焦点を作成し、マーキングを均一かつ正確に保ちます。
ソースから スタイルcnc
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