«Когда вы начинаете лазерную маркировку на пластике, вы вступаете в сложную область, — говорит гуру лазерных приложений Джош Кристли. «Во многих отношениях это полностью отличается от маркировки металлов. Металлы относительно просты. Но пластмассы сложны; это то, что делает их такими универсальными. И с этой сложностью вы получаете легкую неуверенность».

Мы отвечаем на наиболее часто задаваемые вопросы о лазерной гравировке на пластике и о том, какие станки для лазерной гравировки/маркировки лучше всего подходят для маркировки пластика.

 

ГЛАВНЫЕ ВЫВОДЫ

Лазерная маркировка может быть одним из наиболее успешных способов маркировки или гравировки пластика — поверх этикеток, печати и других альтернатив — если вы используете правильный тип лазерной маркировочной машины для своего применения.

Одной из ключевых особенностей, из-за которой так трудно успешно маркировать пластик, является широкий спектр доступных соединений, включая поликарбонат, полиэтилен и силикон; кроме того, обычные наполнители, наполнители и добавки, а также красители также могут влиять на появление следов на пластике.

Чтобы найти лучший способ лазерной маркировки пластмасс и других материалов для производителей, команда MECCO использует процесс, основанный на фактических данных, для определения требований, оценки технической осуществимости и разработки индивидуального решения.

 

ВОПРОСЫ ЭКСПЕРТА: ЛАЗЕРНАЯ ГРАВИРОВКА ПЛАСТИКОВ

 

В: Итак, лазерная маркировка — практичное решение для пластиковых деталей?

 

Джош: О, конечно. Это была надежная рабочая лошадка во всем спектре отраслей на протяжении десятилетий. Аэрокосмическая промышленность, медицинские инструменты и устройства, полупроводники, автомобилестроение… каждую неделю я вижу, как новые подотрасли интегрируют лазерную маркировку в свои производственные линии для гравировки текста на пластиковых деталях (например, серийных номеров и номеров деталей); машиночитаемые данные (штрих-коды, уникальные идентификационные коды, 2D-коды); или графика (логотипы и другие торговые марки).   

 

 

По сравнению с лазерами другие методы прямой маркировки, такие как точечная гравировка, не всегда хорошо работают с пластиковыми формами и поверхностями. И печатные, и клейкие этикетки не оправдывают себя с точки зрения стоимости (подумайте о расходных материалах), воздействия на окружающую среду, долговечности, наглядности, скорости, гибкости и обслуживания. Таким образом, лазерная маркировка имеет большое значение как для пластика, так и для других материалов.

 

«Примите тот факт, что нет двух одинаковых приложений. С осторожностью относитесь к любым заявлениям о лазерной маркировке пластмасс. Поймите, что ваша ситуация уникальна, и вам потребуется глубокий анализ, чтобы найти правильное решение». 

- Джош Кристли, менеджер по приложениям, MECCO

 

В: Но не существует универсального подхода к лазерной маркировке пластика, не так ли?

 

Джош: Верно. Это верно и при маркировке металлов. Одни и те же основные правила применяются каждый раз, когда вы ищете лазерную систему, подходящую для вашего приложения: для плавного перехода с низким уровнем риска на новую технологию первоочередной задачей является установление связи с поставщиком, который готов помочь вам глубже погрузиться в процесс. в ваши процессы, цели и бизнес. Так вы получите систему, которая будет работать на вас.

 

Это основа работы с любым материалом. Когда материал представляет собой полимер или композит, все становится интереснее.

 

В: Вы сказали, что маркировать металлы относительно просто. Что делает маркировку пластика такой сложной?

 

Джош: Это как разница между шашками и шахматами.

 

Во-первых, мы разрабатываем каждую систему по индивидуальному заказу, чтобы она максимально соответствовала свойствам производственного материала, насколько это позволяют наука и техника 21-го века. Нет ничего готового. Это означает, что мы должны знать о вашем сырье гораздо больше, чем вы можете себе представить.

 

Просто посмотрите на разнообразие широко используемых смол. Все полисы: полиамид, поликарбонат, полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен, полиарилсульфон, полиэфиркетон, полиимид, полистирол, полиметилметакрилат, полиэфир, полиэтилентерефталат. Затем у вас есть делрин, силикон, олефины, бутадиен, стирол и так далее. Каждый ведет себя по-своему, и каждый будет по-разному реагировать на изменения типа лазера, установки мощности и длительности импульса.

 

 

 

Еще один нюанс: любое из этих соединений может вести себя по-разному от партии к партии, особенно если в смесь добавляют повторно измельченные смолы.

 

Кроме того, материал одного производителя смолы может незначительно отличаться от номинально аналогичного продукта другого производителя. Вот почему, когда наши партнеры-производители меняют поставщиков, я всегда советую им отправить нам пробную партию деталей, изготовленных из нового материала. Наша лаборатория обеспечения качества проверит новые детали в тех же условиях, которые применялись при разработке системы заказчика, и поднимет флажок, если возникнут какие-либо сомнения. Позже наш архив физических образцов и согласованных данных испытаний поможет вашим специалистам по устранению неполадок отследить причины и устранить любые неисправности производственной линии, которые могут возникнуть.

 

 

В: Но это касается только чистой смолы. А как насчет наполнителей, наполнителей и других добавок, которые маркируют пластик?

 

Джош: По причинам, не связанным с маркировкой, смолы обычно содержат добавки, выбранные для конкретной детали, продукта, процесса и цены. Нередко производственные материалы содержат 50 или более процентов наполнителей, таких как карбонат кальция, метасиликат кальция, тальк, слюда или гипс или даже стекловолокно. Все вышеперечисленное и многое другое может повлиять на взаимодействие лазера и пластика. Добавки оптимизируют материал для его целей, но они также предоставляют разработчику лазерной системы другой набор переменных.

 

Я уже говорил о цвете? Позвольте мне привести только два примера: например, волоконный лазер не может эффективно маркировать белый делрин или прозрачный полипропилен, потому что длина волны волокна — 1064 нм — проходит прямо через материал. Однако тот же лазер может оставить четкую метку цвета хаки на делрине, пигментированном светопоглощающей сажей. 

 

Другим решением может быть покрытие белой или прозрачной детали прозрачной полимерной пленкой, содержащей наночастицы, которая избирательно поглощает соответствующую длину волны.

 

Однако цвет вряд ли когда-либо является тривиальной проблемой. Такие факторы, как спецификации клиентов или ранее существовавшие одобрения FDA, могут сделать изменение цвета нецелесообразным. Вместо этого вы и ваш партнер по лазерным технологиям можете переосмыслить свой выбор мощности, типа лазера или эффекта маркировки.

 

В: Что вы имеете в виду под «переосмыслить свой выбор эффекта маркировки» при маркировке на пластике?

 

Джош: В зависимости от длины волны света, передаваемой мощности и состава самой поверхности лазерные маркеры работают, производя различные контролируемые изменения цвета или текстуры на пластиковых поверхностях или в них. Эффекты включают в себя:

Абляция или вапоризация

Вспенивание или вспенивание

Химическое или молекулярное изменение

Обугление

Гравировка

плавление

Инженерные или эстетические соображения могут диктовать лучший эффект маркировки для работы, хотя определенные комбинации лазерной технологии и материалов поверхности могут сузить диапазон вариантов.

 

В: Какой тип лазерной маркировочной машины следует использовать производителям для маркировки или гравировки пластмасс?

 

Джош: Не существует единого класса лазеров, идеально подходящего для всех применений. Для маркировки пластмасс команда MECCO обычно рекомендует систему, основанную на проверенной в отрасли технологии. 

 

Лазерная маркировка пластика? Узнайте о пластиковых гравировальных станках 

 

Лазерная маркировочная машина CO2: Надежная, экономичная и высококачественная маркировка для пластмасс и широкого спектра других материалов. Маркировка CO2 — это решение с низким уровнем риска, когда вы заменяете другие технологии маркировки, такие как точечная гравировка или непостоянные методы, такие как струйная печать или этикетирование.

 

Зеленая лазерная маркировочная машина: лучше всего подходит для материалов, слишком тонких или термочувствительных для CO2-лазера. Зеленые лазеры работают на длине волны 532 нм, и с этой более низкой длиной волны вы получаете более высокую скорость поглощения, чем с CO2-лазером. Это означает, что они с меньшей вероятностью сожгут окружающий материал, потому что производят меньше тепла. А SMARTmark Green Laser способен достигать максимальной выходной мощности 20 Вт, что более чем в три раза превышает мощность других технологий зеленой лазерной маркировки.

 

УФ-лазерная маркировочная машина: хорошо подходит для маркировки термочувствительных материалов, включая ряд пластиков, от полиэтилена высокой плотности и силикона до поликарбоната и полиэтилена. Имея длину волны всего 355 нм, этот УФ-лазер может создавать сверхтонкие метки с высокой контрастностью. Производители медицинского оборудования любят УФ-лазеры за их способность наносить гигиенические метки, а автомобильные компании могут использовать их для самых разных деталей. 

 

Волоконно-лазерные маркировочные машины: когда важны высокая контрастность и минимальное нарушение поверхности, традиционными волоконными лазерами и лазерами с диодной накачкой являются две проверенные альтернативы.

 

 

В: Похоже, диапазон переменных и возможных решений ошеломляет. Как вы вообще начинаете их рассортировывать?

 

Джош: В некотором смысле это так же просто, как первый вопрос, который задают большинство клиентов: «Вы можете пометить мой пластик?»  

 

В ответ на это мы разработали систему под названием The MECCO Experience, которая ведет нашу команду и клиента через логический процесс принятия решений. У нас есть процесс тщательного определения требований, оценки их технической осуществимости и разработки индивидуального решения.

 

Каждый шаг основан на доказательствах. Мы не только тестируем материал каждого клиента, прежде чем даже подумать о продаже машины; мы уделяем особое внимание тестированию именно того продукта или детали, которые сойдут с производственной линии. Это означает, что мы должны выяснить, сколько поставщиков смолы поставляет проект, и протестировать образцы от каждого поставщика. Имея на руках результаты испытаний, мы можем исследовать возможные изменения в составе материала или цвете для повышения производительности.

 

Попутно мы будем спрашивать о вещах, которые вы, возможно, не имели в виду. Например, насколько горячей будет ваша деталь, когда она достигнет станции маркировки? Как ни странно, температура имеет значение. Производители часто хотят сразу пометить деталь датой рождения. Но некоторым пластмассам — скажем, в литейной промышленности — требуется время, чтобы остыть, затвердеть и стабилизироваться. Деталь образца при комнатной температуре, которую мы тестируем в лаборатории, может реагировать на маркировку иначе, чем та же деталь, только что извлеченная из формы.

 

Детали, детали. В любом случае, с каким бы поставщиком лазерной системы вы ни работали, он должен обеспечить эквивалентный уровень обслуживания, анализа и внимания к деталям.

 

В: Что бы вы хотели добавить, чтобы развеять мифы о лазерной маркировке пластмасс?

 

Джош: Как я уже сказал: да, нужно учитывать множество переменных. Но потенциальные выгоды от лазерной маркировки пластмасс — экономия средств, производительность, снижение риска и времени простоя — огромны.

 

Просто осознание того, что существует сложность и что не существует такой вещи, как быстрое, универсальное решение, является важным первым шагом. Закладывание основы, выполнение домашней работы, получение экспертного совета окупятся. Это выполнимо, один маленький шаг за раз.