Wie wirkt sich Lasermarkierung auf die Oberflächen verschiedener Materialien aus?

Welche Auswirkungen hat die Lasermarkierung auf die Oberflächen verschiedener Materialien?

A Laserbeschriftungsmaschine ist ein Werkzeug zum Markieren oder Gravieren verschiedener Materialien mithilfe eines Laserstrahls. Je nach zu markierendem Material werden unterschiedliche Arten von Lasermarkiermaschinen verwendet, z. B. Faserlasermarkiermaschinen für Metalle und Kunststoffe oder CO2-Lasermarkiermaschinen für organische Materialien wie Holz und Glas sowie UV-Lasermarkiermaschinen für die Kaltbearbeitung. Jeder Lasertyp arbeitet mit einer anderen Wellenlänge und verwendet einen anderen Mechanismus, wodurch er für bestimmte Aufgaben und Materialien geeignet ist. In diesem Artikel werden hauptsächlich die Probleme und Lösungen der Lasermarkierung auf der Oberfläche verschiedener Materialien erörtert, damit Sie eine für Ihr Unternehmen geeignete Markiermaschine auswählen können.

Einführung in die Lasermarkierung

Übersicht zur Lasermarkierung

Lasermarkierung ist eine Technologie, bei der ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte das Werkstück lokal bestrahlt und eine dauerhafte Markierung auf der Oberfläche des Materials hinterlässt, indem das Oberflächenmaterial verdampft wird oder eine chemische Reaktion ausgelöst wird, die die Farbe ändert. Es ist eine hochpräzise und effiziente Methode, um Oberflächen dauerhafte Markierungen, Logos, Seriennummern, Barcodes oder andere Designs hinzuzufügen. Lasermarkierungsmaschinen werden häufig in der Fertigung, der Automobilindustrie, der Elektronik, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und anderen Branchen eingesetzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Markierungsmethoden wie Tintenstrahl- oder mechanischer Gravur können damit hochwertige dauerhafte Markierungen ohne direkten Kontakt mit dem Material erzeugt werden, wodurch das Risiko von Beschädigungen oder Verunreinigungen verringert wird. Darüber hinaus ermöglicht es eine präzise Steuerung der Tiefe, Breite und Position der Markierung, was es ideal für komplexe Designs und kleine Komponenten macht.

Hauptkategorien von Laserbeschriftungsmaschinen

Lasermarkierung ist eine vielseitige und präzise Technologie, bei der verschiedene Lasertypen zum Einsatz kommen, um bestimmte Markierungsfunktionen zu erreichen. Die drei wichtigsten Laser, die bei diesem Verfahren zum Einsatz kommen, sind Faserlaser, CO2-Laser und UV-Laser.

Faserlaser-Markierungsmaschine

Der Faserlaser-Markierungsmaschine ist heute das fortschrittlichste Lasermarkierungsgerät der Welt. Die Faserlasermarkierungsmaschine verfügt über eine hohe elektrooptische Umwandlungseffizienz, Luftkühlung, geringe Größe, gute Qualität der Ausgangslichtgeschwindigkeit und hohe Zuverlässigkeit. Sie kann Metallmaterialien und einige nichtmetallische Materialien gravieren und wird hauptsächlich in Bereichen mit hohen Anforderungen an Tiefe, Glätte und Feinheit eingesetzt. Sie werden in kontinuierliche Faserlasermarkierungsmaschinen und gepulste Faserlasermarkierungsmaschinen unterteilt. Die uns bekannte MOPA-Lasermarkierungsmaschine ist eine Art gepulste Faserlasermarkierungsmaschine, die hauptsächlich für Metalle und Nichtmetalle verwendet wird (ähnlich der Leistung gewöhnlicher optischer Fasern) und Farbmarkierungen auf der Oberfläche von Edelstahlmaterialien durchführen kann.

CO2-Laserbeschriftungsmaschine

Der CO2-Laserbeschriftungsmaschine ist ein CO2-Lasergenerator, der CO2-Gas als Medium verwendet. CO2 und andere Hilfsgase werden in die Entladungsröhre gefüllt und Hochspannung wird an die Elektrode angelegt. In der Entladungsröhre wird eine Glimmentladung erzeugt, wodurch das Gas einen Laser mit einer Wellenlänge von 10,64 µm freisetzt. Nachdem die Laserenergie verstärkt wurde, wird sie von einem Galvanometer gescannt und von einem F-Theta-Spiegel fokussiert. Unter der Steuerung eines Computers und einer Lasermarkierungssteuerkarte können Bilder, Texte, Zahlen und Linien entsprechend den Anforderungen des Benutzers auf dem Werkstück markiert werden. Derzeit werden CO2-Lasermarkierungsmaschinen hauptsächlich zum Gravieren von Nichtmetallen verwendet.

UV-Lasermarkierungsmaschine

Die UV-Lasermarkiermaschine wurde mit einem 355 nm UV-Laser entwickelt. Das 355 nm UV-Licht hat einen sehr kleinen fokussierten Punkt, der die mechanische Verformung des Materials stark reduzieren kann und ein kalter Prozess ist. Die Wärmeeinflusszone ist sehr klein und es kommt zu keinem thermischen Effekt oder Materialverbrennung. Neben Kupfer eignen sich UV-Laser für die Bearbeitung einer größeren Bandbreite an Materialien. Die UV-Lasermarkiermaschine basiert hauptsächlich auf ihrem einzigartigen Laserstrahl mit geringer Leistung, der sich besonders für den High-End-Markt der ultrafeinen Bearbeitung eignet.

Lasermarkierungsarten

Das Lasermarkieren ist ein vielseitiger Prozess, der unterschiedliche Techniken wie Glühen, Gravieren, Ätzen, Aufschäumen, Kohlenstoffmigration usw. umfasst. Die richtige Markiermethode hängt vom Material und den Qualitätsanforderungen ab.

Laserglühen

Beim Laserglühen erhitzt ein Laserstrahl lokal die Oberfläche des Materials, um eine Markierung zu erzeugen. Der Strahl dringt nur 20 bis 30 µm tief in die Materialoberfläche ein, daher sind die Oberflächenveränderungen sehr gering. Durch die lokale Erwärmung ändert sich die Farbe des Materials. Je nach Temperatur der erhitzten Schicht kann die Markierung schwarz, rot, gelb oder grün sein. Das Ergebnis des Laserglühens ist eine dauerhafte, verschleißfeste Markierung. Das Laserglühen funktioniert am besten auf Eisenmetallen und Titan.

Laser-Gravur

Bei diesem Verfahren wird mit einem Laserstrahl Material von der Oberfläche eines Bauteils entfernt. Dabei absorbiert das Material die Wärme des Lasers, schmilzt und verdampft, wodurch eine Markierung in Form einer Vertiefung entsteht. Das Material reagiert außerdem mit der Luft, wodurch eine Farbänderung entsteht, die die Markierung einzigartiger macht. Beim Lasergravieren werden keine Verbrauchsmaterialien benötigt. Daher sind die Betriebskosten im Vergleich zu anderen Gravurverfahren, bei denen spezielle Tinten oder Bohrer verwendet werden, geringer. Laser eignen sich für eine Vielzahl von Materialien, darunter Metalle, Kunststoffe und Keramik. Daher wird es von Ingenieuren für viele verschiedene Anwendungen eingesetzt.

Laserätzen

Dieses äußerst vielseitige Verfahren erzeugt Markierungen auf einem Werkstück, indem die Oberfläche des Werkstücks geschmolzen wird. Der Laserstrahl erzeugt erhabene Markierungen, indem er eine große Menge Energie auf einen kleinen, lokalisierten Bereich abgibt. Dadurch schmilzt die Oberfläche und dehnt sich aus, wobei sie ihre Farbe in Schwarz, Grau oder Weiß ändert. Ätzen wird häufig verwendet, um dauerhafte Markierungen wie Seriennummern, Datamatrix-Codes, Logos und Barcodes zu erzeugen. Es ist außerdem ein vielseitiges Verfahren, das auf eine Vielzahl von Metallen angewendet werden kann, darunter Aluminium, Blei, Stahl, Magnesium, Edelstahl und mehr.

Kohlenstoffmigration

Bei dieser Methode bricht die Wärmeenergie des Lasers die Kunststoffbindungen auf und setzt Sauerstoff und Wasserstoff frei. Diese Reaktion führt dazu, dass der Zielbereich dunkler wird und eine graue bis bläulich-graue Markierung entsteht. Die Karbonisierung oder Kohlenstoffmigration ist immer ideal zum Markieren von synthetischen Polymeren und organischen Materialien. Sie funktioniert gut für Papier, Holz, Leder, Verpackungsmaterialien usw. Für dunkle Objekte ist die Kohlenstoffmigration jedoch nicht sehr gut geeignet, da die gebildete graue Markierung einen geringen Kontrast zum Rest des Werkstücks aufweist und daher schwer zu lesen ist.

Schäumen

Wenn helle Markierungen angebracht werden müssen, ist Kohlenstoffmigration möglicherweise nicht sehr hilfreich, aber für solche Anwendungen ist das Aufschäumen besser geeignet. Bei diesem Verfahren wird die Oberfläche des Materials mit einem Laser erhitzt, wodurch es schmilzt und Blasen bildet. Wenn die Blasen oxidieren, bilden sie eine Art Schaum, der Licht reflektiert. Diese Methode ist eine der besten Markierungsoptionen für dunkle Komponenten. Dies liegt daran, dass die Markierung über die Oberfläche des Bauteils hinausragt und so einen höheren Kontrast zur restlichen Oberfläche bietet. Sie eignet sich auch ideal zum Markieren von Polymeren.

Farbänderung

Bei dieser Technik entfernt ein Laser Schichten des Werkstücks und legt die darunter liegenden Schichten frei. Das entfernbare Material absorbiert die Wärme des Lasers und verdampft, um einen Kontrast zu erzeugen. Daher ist es wichtig, sicherzustellen, dass sich die Farbe der Deckschicht von der des Substrats unterscheidet. Diese Methode ist bei beschichteten Materialien wie eloxiertem Aluminium effektiver, da diese eine hervorragende und klare Markierung aufweisen. Andere Materialien, die sich für eine Farbänderung eignen, sind Laminate, Filme und Folien. Es ist eine ausgezeichnete Technik zum Markieren von Etiketten, Zubehör und verpackten Artikeln.

Faktoren, die die Lasermarkierung beeinflussen

Laserparameter

Laserparameter sind einer der wichtigsten Faktoren, die die Lasermarkierung beeinflussen. Dazu gehören hauptsächlich Laserwellenlänge, Laserleistung, Lasermodus, Punktradius, Modusstabilität usw. Laserparameter wie Leistung, Geschwindigkeit und Frequenz müssen je nach Markierungsmaterial optimiert werden. Zu viel Leistung führt zu Überhitzung, während zu wenig Leistung zu verschwommenen Markierungen führt. Probieren Sie diese Einstellungen aus, um die perfekt ausgewogene Quelle zu finden.

Materialeigenschaften

Der Laserstrahl wirkt auf die Oberfläche des Materials und ein Teil der Laserenergie wird vom Material absorbiert oder gestreut. Die Absorptions- und Streueigenschaften des Materials beeinflussen die Wirkung und Qualität der Markierung.

Umweltbedingungen

Die Umgebungstemperatur hat einen wichtigen Einfluss auf den Betrieb der Laserbeschriftungsmaschine. Wenn die Umgebungstemperatur zu hoch oder zu niedrig ist, kann die Kühlleistung instabil sein, was dazu führt, dass der Markierungseffekt instabil ist. Die Laserbeschriftungsmaschine muss extern gekühlt oder warm gehalten werden.

Der Mechanismus der Lasermarkierung auf Metall

Das Prinzip der Lasermarkierung auf Metall besteht darin, die Oberfläche des Materials durch die durch die Fokussierung des Lasers erzeugte hohe Temperatur sofort zu verdampfen. Die Farbe der Metalllasermarkierung hängt hauptsächlich von der Art des Materials und zweitens von der Größe des Lasers ab.

Anlassmarkierung: Anlassmarkierung ist die Bildung einer Oxidschicht auf Eisenmetallen (Eisen, Stahl, Edelstahl) und Titan durch lokales Erhitzen. Laseranlassen ist eine Markierungstechnologie, die durch Laserbestrahlungswärme eine lokale Oxidation ohne nennenswerten Materialabtrag herbeiführt.
Laserätzen: Beim Laserätzen wird ein Hochtemperaturlaser verwendet, um nur die Oberfläche des Metallmaterials zu schmelzen. Manchmal bildet sich im geätzten Bereich Oxidation, wodurch die Markierung deutlicher sichtbar wird.
Lasergravur: Bei der Lasergravur wird während des Gravurvorgangs durch den Laser hohe Hitze erzeugt, um das Metallmaterial zu schmelzen und zu verdampfen. Auf der Oberfläche bildet sich eine sichtbare und spürbare Rille.

Die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Metalle

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Metalle variiert aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse mehrerer gängiger Metalle wie Edelstahl, Aluminium, Messing, Kupfer und Titan:

Edelstahl: Edelstahl wird aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit und mechanischen Eigenschaften häufig verwendet. Durch Lasermarkierung können auf der Oberfläche von Edelstahl klare und dauerhafte Markierungen entstehen, die nicht leicht abgenutzt werden. Während des Lasermarkierungsprozesses können jedoch kleine weiße Flecken auftreten, was hauptsächlich auf Gründe wie zu hohe Laserleistung, zu schnelle Markierungsgeschwindigkeit oder unsaubere Edelstahloberfläche zurückzuführen ist.
Aluminium: Die Lasermarkierung auf eloxiertem Aluminium ist sehr einfach, da der Laser die eloxierte Schicht entfernt und das darunter liegende Metall freilegt, was einen hohen Kontrast erzeugt. Darüber hinaus ist blankes Aluminium ein leichtes, korrosionsbeständiges Metall, das klare Markierungen auf seiner Oberfläche bilden kann. Aufgrund der hohen Reflektivität und Wärmeleitfähigkeit von Aluminium ist die Absorptionsrate des Laserstrahls auf der Aluminiumoberfläche jedoch gering, was zu schlechten Markierungsergebnissen führen oder eine höhere Laserleistung erfordern kann.
Messing: Messing ist eine Kupfer-Zink-Legierung mit guter Verarbeitungsleistung und Ästhetik. Durch Lasermarkierung können klare und feine Markierungen auf der Oberfläche von Messing entstehen und die Gravurtiefe lässt sich leicht steuern. Eine zu hohe Laserleistung kann jedoch zu Ablation oder Verformung der Messingoberfläche führen.
Kupfer: Kupfer ist ein hochleitfähiges und wärmeleitendes Metall. Es neigt beim Lasermarkieren zu Reflexionsproblemen, die den Markiereffekt beeinträchtigen. Darüber hinaus kann auch die Oberflächenoxidation von Kupfer den Markiereffekt beeinträchtigen.
Titan: Titan ist ein hochfestes, korrosionsbeständiges Metall. Durch Lasermarkierung können auf seiner Oberfläche hochwertige Markierungen erzeugt werden. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit von Titan kann die Wärmeeinflusszone des Laserstrahls auf der Titanoberfläche jedoch groß sein, und die Laserparameter müssen genau kontrolliert werden, um Materialschäden zu vermeiden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Metalle je nach Materialeigenschaften und Laserparametern unterschiedlich sind. In praktischen Anwendungen ist es notwendig, geeignete Lasermarkierungsgeräte und Prozessparameter entsprechend den spezifischen Materialeigenschaften und Verarbeitungsanforderungen auszuwählen, um den besten Markierungseffekt zu erzielen.

Gemeinsame Herausforderungen und Lösungen

Reflexionsvermögen

Herausforderungen:

Metalle mit hohem Reflexionsvermögen (wie etwa Aluminium und Kupfer) können bei der Lasermarkierung zu einer Reflexion des Laserstrahls führen und so die Markierungswirkung beeinträchtigen.

Lösungen:

Verwenden Sie eine Antireflexbeschichtung.
Passen Sie den Laserwinkel an.

Wärmeleitfähigkeit

Herausforderungen:

Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit (wie etwa Aluminium und Titan) können beim Lasermarkieren eine schnelle Wärmediffusion verursachen, wodurch die Wärmeeinflusszone vergrößert wird und das Risiko einer Materialbeschädigung steigt.
Durch Überhitzung kann es zu einer Verbiegung oder Verfärbung des Metalls kommen.

Lösungen:

Verwenden Sie zur Kontrolle der Hitze einen gepulsten Laser oder passen Sie die Leistung und Geschwindigkeit des Lasers an.
Auch das Abkühlen des Metalls zwischen den einzelnen Prozessen kann zur Lösung des Problems beitragen.

Oxidation

Herausforderungen:

Einige Metalle (wie etwa Kupfer) neigen bei längerem Kontakt mit der Luft zur Oxidation und bilden eine Oxidschicht, die die Wirkung der Lasermarkierung beeinträchtigen kann.

Lösungen:

Reinigen und desoxidieren Sie die Metalloberfläche vor dem Markieren.
Wählen Sie geeignete Laserparameter, um die Oxidschicht zu durchdringen und eine deutliche Markierung auf dem Metallsubstrat zu bilden.

Mechanismus der Lasermarkierung auf Kunststoffen

Beim Lasermarkieren von Kunststoffen wird der Kunststoff lokal mit einem Laser hoher Energiedichte bestrahlt, wodurch es auf dem Oberflächenmaterial zu einer chemischen Reaktion wie Karbonisierung, Aufschäumen oder Verfärbung kommt und so eine dauerhafte Markierung entsteht.

Schaumbildung/Verfärbung:Der Kohlenstoff im Kunststoff wird durch lokale Erhitzung zerstört und verdampft, oxidiert zu Kohlendioxid, das aus dem Kunststoff freigesetzt wird und eine Schaumschicht bildet, und dann kühlen diese Materialien zu hartem Schaum ab. Je nach Zusammensetzung ist die Verfärbung heller oder dunkler. Dunkle Kunststoffe verfärben sich an der zu markierenden Stelle nach Weiß, während helle Kunststoffe ihre Farbe nach Grau oder Schwarz ändern.
Verkohlung:Bei der Laserkarbonisierung bricht der Kunststoff und der darin enthaltene Kohlenstoff wird freigesetzt. Die Farbe des markierten Materials wird dabei immer dunkler, die entstehenden Verfärbungen reichen von grau über blaugrau bis schwarz. Die Karbonisierung wird bei hellen Kunststoffen und organischen Materialien (Papier, Verpackungsmaterialien, Holz und Leder) angewendet, bei denen die Farbe von hell nach dunkel wechselt.

Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Kunststoffe

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Kunststoffe variiert aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse mehrerer gängiger Kunststoffe: Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) und Polyvinylchlorid (PVC):

Polycarbonat (PC)

Eigenschaften: Polycarbonat ist ein Kunststoff mit hoher Festigkeit, hoher Lichtdurchlässigkeit und hoher Hitzebeständigkeit.
Lasermarkierungseffekt: Polycarbonat kann während der Lasermarkierung karbonisiert werden, selbst bei Bestrahlung mit Laserstrahlen geringer Intensität, wodurch klare Markierungen entstehen. Dies liegt daran, dass Polycarbonat eine hohe Absorptionsrate für Laser aufweist und unter der Einwirkung von Lasern zu physikalischen oder chemischen Veränderungen neigt. Es ist zu beachten, dass die Auswahl der Laserparameter (wie Leistung, Frequenz, Scangeschwindigkeit usw.) für den Markierungseffekt entscheidend ist. Zu hohe oder zu niedrige Parameter können zu schlechten Markierungsergebnissen oder Materialschäden führen.

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS)

Eigenschaften: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein Thermoplast mit hervorragenden Gesamteigenschaften, ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften, Verschleißfestigkeit und Verarbeitungsleistung.
Lasermarkierungseffekt: Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) reagiert gut auf Laser und kann auf Lasermarkierungsmaschinen klare und dauerhafte Markierungen erzielen. Die Optimierung der Prozessparameter des Lasermarkierungsprozesses (wie Stromstärke, Frequenz, Schrittlänge usw.) ist entscheidend für die Verbesserung der Markierungseffekte. Beispielsweise kann unter geeigneten Parametern auf der Oberfläche von Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) Schaumbildung auftreten, wodurch ein Markierungseffekt mit höherer Helligkeit erzielt wird.

Polyethylen (PE)

Eigenschaften: Polyethylen (PE) ist ein weit verbreiteter Thermoplast mit guter Tieftemperaturbeständigkeit, chemischer Stabilität und elektrischer Isolierung.
Lasermarkierungseffekt: Die Lasermarkierungsmaschine kann klare und dauerhafte Markierungen auf Polyethylenrohren (PE) gravieren, wie z. B. Produktionsdatum, Chargennummer, Spezifikationsmodell usw. Diese Markierungen sind für die Produktrückverfolgbarkeit und Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung. Da die Absorptionsrate von Polyethylen (PE) gegenüber dem Laser relativ gering ist, kann eine höhere Laserleistung oder eine längere Verarbeitungszeit erforderlich sein, um den idealen Markierungseffekt zu erzielen.

Polypropylen (PP)

Eigenschaften: Polypropylen (PP) ist ein ungiftiger, geruchloser, dünner, hochfester, starrer und hitzebeständiger Kunststoff.
Lasermarkierungseffekt: Lasermarkierungsmaschinen werden häufig in der Produktionslinie von Polypropylen (PP)-Kunststoffprodukten wie Becken, Fässern, Frischhalteboxen, Möbeln, Folien, gewebten Taschen und anderen Produkten eingesetzt. UV-Laser eignen sich aufgrund ihres extrem kleinen Fokuspunkts und ihrer kleinen Wärmeeinflusszone besonders gut für die ultrafeine Markierung von Kunststoffen wie PP. Durch die UV-Lasermarkierung kann eine schnelle und hochpräzise Verarbeitung erreicht werden, ohne dass das Material thermisch beschädigt wird.

Polyvinylchlorid (PVC)

Eigenschaften: Polyvinylchlorid (PVC) ist ein durch einen radikalischen Polymerisationsmechanismus gebildetes Polymer mit ausgezeichneter chemischer Beständigkeit, Isolierung und Flammhemmung.
Lasermarkierungseffekt: Polyvinylchlorid (PVC)-Materialien können beim Lasermarkieren ebenfalls klare Markierungen erzeugen. Aufgrund der besonderen Eigenschaften von Polyvinylchlorid (PVC)-Materialien (wie Wärmeempfindlichkeit, leichte Zersetzung usw.) ist es jedoch erforderlich, geeignete Laserparameter und Verarbeitungsstrategien auszuwählen, um Materialschäden oder die Entstehung schädlicher Gase zu vermeiden. Ultraviolette Laser werden häufig zum Markieren von Polyvinylchlorid (PVC)-Materialien verwendet, da sie einfach zu bedienen sind, Markierungen schwer zu entfernen sind und umweltfreundlich und schadstofffrei sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Kunststoffe je nach Materialeigenschaften und Laserparametern unterschiedlich sind. In praktischen Anwendungen ist es notwendig, geeignete Lasermarkierungsgeräte und Prozessparameter entsprechend den spezifischen Materialeigenschaften und Verarbeitungsanforderungen auszuwählen, um den besten Markierungseffekt zu erzielen.

Herausforderungen und Lösungen

Thermische Schäden

Herausforderungen:

Bei der Lasermarkierung wird ein Laserstrahl mit hoher Energiedichte verwendet, der auf die Oberfläche des zu bearbeitenden Materials gerichtet wird. Die Oberfläche des Materials absorbiert die Laserenergie und erzeugt im bestrahlten Bereich einen thermischen Anregungsprozess, wodurch die Temperatur der Materialoberfläche (oder Beschichtung) ansteigt, was zu Metamorphose, Schmelzen, Ablation, Verdampfung und anderen Phänomenen führt.

Lösungen:

Um eine übermäßige Karbonisierung des Materials durch die hochintensive Laserbestrahlung zu vermeiden, können wir die Maschinenleistung verringern.
Verwenden Sie ein Markierungsgerät zur Kaltverarbeitung: eine UV-Lasermarkierungsmaschine.

Zusatzstoffe

Herausforderungen:

Beim Lasermarkieren einiger Kunststoffprodukte kann die Lasermarkiermaschine nicht gravieren oder die Gravur ist unklar; beispielsweise bei herkömmlichen Harzen, ABS, PP, PE und anderen Materialien. Außerdem können beim Lasermarkieren Blasen auf der Oberfläche des Kunststoffs entstehen, was zu einer unklaren Markierung führt.

Lösungen:

Wir können den Rohstoffen Laserpulver (Lasergravurpulver oder Laserzusätze) hinzufügen. Die Hauptfunktion von Laserpulver besteht darin, Laserenergie zu absorbieren, den Laserstrahl in Wärmeenergie umzuwandeln, Wärme, Karbonisierung, Verdampfung und chemische Reaktionen zu erzeugen, die durch die Verfärbung des Zusatzes selbst verursacht werden, und ein Markierungsmuster auf der Oberfläche des Produkts zu bilden.

Rauch

Herausforderungen:

Der von der Laserbeschriftungsmaschine erzeugte Rauch wird vom Werkstück bestimmt. Einige Metallprodukte geben nur schwer Rauch ab. Wenn es sich um ein einfaches Metallprodukt handelt, sind diese Dämpfe nahezu geruchlos. Wenn es sich um ein Kunststoffprodukt oder andere Produkte handelt, kann es zu Geruchsbildung kommen. Daher werden der Geruch und der Rauch der Laserbeschriftungsmaschine durch die Verflüchtigung des Werkstücks während der Laserbearbeitung verursacht. Der Laser der Laserbeschriftungsmaschine selbst gibt keinen Rauch ab, daher gehört die Rauchquelle zu diesen Werkstücken.

Lösungen:

Der Bediener kann eine Gasmaske tragen. Darüber hinaus kann die Laserbeschriftungsmaschine mit einem Absaugsystem ausgestattet werden, das den beim Laserbeschriftungsprozess entstehenden Rauch effektiv abführen kann. Sie können sich auch für die vollständig geschlossene Laserbeschriftungsmaschine von AccTek Laser entscheiden, die das Eindringen von Staub und Rauch in die Arbeitsumgebung verhindert und so die Sicherheit der Arbeiter gewährleistet. Die Maschine saugt den beim Markieren entstehenden Rauch automatisch ab und minimiert so das Risiko des Einatmens und der Kontamination. Das vollständig geschlossene Design hilft auch, Unfälle während des Markierprozesses zu vermeiden, was es zu einer hervorragenden Wahl für viele Branchen macht.

Mechanismus der Lasermarkierung auf Keramik

Das Prinzip der Lasermarkierung und -gravur besteht darin, das keramische Werkstück lokal mit einem Laser mit hoher Energiedichte zu bestrahlen, wodurch Mikrorisse auf der Materialoberfläche entstehen. Durch wiederholte Laserbestrahlung können die Risse größer werden oder ihre Farbe ändern. Nach mehreren Laserprozessen bilden sich tiefe und gut definierte Lasergravuren auf der Oberfläche des Materials. Bei einigen Keramiken können CO2-Laser oder Faserlaser verwendet werden, um sichtbare Markierungen zu erzeugen, ohne viel Material zu entfernen. Die Laserenergie verdunkelt die Keramik und erzeugt eine klare und gut definierte Markierung.

Die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Keramiken

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Keramiken variiert aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse mehrerer gängiger Keramiken wie Aluminiumoxidkeramik, Zirkonoxidkeramik und Glaskeramik:

Aluminiumoxid: Lasermarkierungen können klare, dauerhafte Markierungen auf Aluminiumoxidkeramiken erzeugen. Aufgrund der hohen Energiedichte des Lasers kann er lokal auf die Keramikoberfläche gestrahlt werden, wodurch das Oberflächenmaterial verdampft oder seine Farbe ändert und deutliche Markierungen entstehen.
Zirkonoxid: Bei der Lasermarkierungstechnologie werden Laserstrahlen verwendet, um klare Grafiken oder Textmarkierungen auf der Oberfläche von Zirkonoxidkeramiken zu erzeugen. Da Zirkonoxidkeramiken eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit aufweisen, kann durch Lasermarkierung eine hochpräzise Markierung auf diesen Materialien erzielt werden, wodurch die Klarheit und Haltbarkeit der Markierungen gewährleistet wird.
Glaskeramik: Beim Lasermarkieren werden Laserstrahlen mit hoher Energiedichte verwendet, um physikalische und chemische Veränderungen wie Oberflächenoxidationsreaktionen oder Verdampfung auf Glaskeramikmaterialien durchzuführen, um Markierungsmuster oder Text zu erzeugen. Diese Technologie erzeugt klare, detaillierte Markierungen auf Glaskeramik, die extrem langlebig und verschleiß- oder verblassungsbeständig sind.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lasermarkierung bei Keramik erhebliche Verarbeitungseffekte und Qualitätsvorteile bietet und eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen kann. In praktischen Anwendungen muss jedoch auf Kontrollfaktoren wie Laserparameter und Verarbeitungsumgebung geachtet werden, um den besten Markierungseffekt und die beste Qualität sicherzustellen.

Herausforderungen und Lösungen

Sprödigkeit

Herausforderungen:

Die Sprödigkeit keramischer Werkstoffe ist eine ihnen innewohnende physikalische Eigenschaft, die sich bei Einwirkung äußerer Kräfte als plötzlicher Bruch ohne Vorwarnung äußert. Diese Sprödigkeit führt dazu, dass beim Lasermarkieren leicht Risse und Kanteneinbrüche auftreten.

Lösungen:

Laserparameter optimieren: Durch die Anpassung der Laserleistung, Pulsbreite, Scangeschwindigkeit und anderer Parameter reduzieren Sie den Thermoschock und die mechanische Belastung des Keramikmaterials und verringern die Rissgefahr.
Verwenden Sie eine Lasermarkierungstechnologie mit geringer Belastung: Beispielsweise kann die Ultraviolett-Lasermarkierungstechnologie durch ihre kurzen Impulse und die hohe Energiedichte die Wärmeeinflusszone von Keramikmaterialien verkleinern und dadurch die Rissgefahr verringern.
Wählen Sie geeignete Keramikmaterialien und -prozesse: Wählen Sie, wenn möglich, Keramikmaterialien mit geringerer Sprödigkeit und besserer Verarbeitungsleistung und optimieren Sie den Herstellungsprozess der Keramik, wie z. B. Kornverfeinerung und Porenreduzierung, um ihre Rissbeständigkeit zu verbessern.

Oberflächenfinish

Herausforderungen:

Die Oberflächenbeschaffenheit von Keramikmaterialien wirkt sich direkt auf die optische Wirkung und Produktqualität der Lasermarkierung aus. Wenn die Keramikoberfläche Mängel wie Unebenheiten und Kratzer aufweist, kann es bei der Lasermarkierung leicht zu unklaren Markierungen und verschwommenen Kanten kommen.

Lösungen:

Vorbehandlung der Keramikoberfläche: Reinigen und polieren Sie die Keramikoberfläche vor dem Markieren, um Oberflächenfehler und Schmutz zu entfernen und die Oberflächenbeschaffenheit zu verbessern.
Verwenden Sie hochpräzise Lasermarkierungsgeräte: Wählen Sie hochpräzise Lasermarkierungsgeräte, z. B. Geräte mit einem Präzisions-Galvanometer-Scansystem, mit dem Sie feine Markierungen auf der Keramikoberfläche erzielen und die Klarheit und Kantengenauigkeit der Markierung verbessern können.
Kontrollieren Sie die Qualität des Laserstrahls: Stellen Sie sicher, dass der Laserstrahl eine gute Strahlqualität und Stabilität aufweist, um eine Streuung oder Verformung des Laserstrahls während der Übertragung zu vermeiden, die den Markierungseffekt beeinträchtigt.

Materialvariabilität

Herausforderungen:

Keramische Materialien können aufgrund unterschiedlicher Herstellungsverfahren, Komponenteninhalte und anderer Faktoren große Unterschiede aufweisen. Diese Unterschiede machen es schwierig, bei der Lasermarkierung konsistente Verarbeitungseffekte aufrechtzuerhalten, was sich auf die Konsistenz und Stabilität des Produkts auswirkt.

Lösungen:

Stärkung der Qualitätskontrolle der Rohstoffe: Kontrollieren Sie die Qualität der keramischen Rohstoffe streng, um sicherzustellen, dass Rohstoffgehalt, Partikelgrößenverteilung und andere Parameter den Standardanforderungen entsprechen und die Materialvariabilität verringert wird.
Erstellen Sie eine Datenbank für Lasermarkierungsprozesse: Erstellen Sie durch eine große Anzahl von Experimenten und Datenanalysen eine Datenbank für Lasermarkierungsprozesse für verschiedene Keramikmaterialien, um zuverlässige Prozessparameter und eine Referenzbasis für die tatsächliche Produktion bereitzustellen.
Echtzeitüberwachung und -anpassung: Echtzeitüberwachung der Lasermarkierungseffekte während des Produktionsprozesses und rechtzeitige Anpassung der Laserparameter und Prozessbedingungen entsprechend den tatsächlichen Bedingungen, um die Konsistenz und Stabilität des Markierungseffekts sicherzustellen.

Mechanismus der Lasermarkierung auf Glas

Beim Lasermarkieren wird die Glasoberfläche mit Lasern hoher Energiedichte bestrahlt. Die beiden Hauptmarkierungsarten sind Gravur und Oberflächenmodifizierung. Unterschiedliche Markierungsarten haben unterschiedliche Effekte und wir können den Laser entsprechend den gewünschten Effekten anpassen.

Gravur: Der Gravurvorgang, bei dem der Laserstrahl auf der Oberfläche oder Innenseite des Glases präzise gesteuert wird, um das gewünschte Muster oder die gewünschte Form zu erzeugen.
Oberflächenmodifizierung: Der Oberflächenmodifizierungsprozess, bei dem der Laserstrahl die Glasoberfläche bestrahlt, um ihre Oberflächeneigenschaften zu verändern.

Die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Gläser

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Gläser variiert aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse von Kalknatronglas, Borosilikatglas und gehärtetem Glas:

Kalk-Natron-Glas

Merkmale: Kalknatronglas ist die häufigste Glasart und macht etwa 901 TP3T der gesamten Glasproduktion aus. Kalknatronglas, auch SLS-Glas genannt, besteht aus etwa 701 TP3T S (Siliziumdioxid), 151 TP3T S (Natriumoxid) und 91 TP3T L (Calciumoxid) sowie kleinen Mengen anderer Verbindungen, die als Klärmittel oder zur Farbkontrolle verwendet werden.
Lasermarkierungseffekt: Die Lasermarkierung von Glas kann durch Erhitzen der Glasoberfläche mit einem CO2-Laser erfolgen. Dadurch entstehen eine Reihe von Mikrorissen auf der Oberfläche, die eine gleichmäßige Markierung mit mattiertem Aussehen bilden. Im Vergleich zu anderen Glasmarkierungsmethoden kann die Lasermarkierung von Glas feinere und komplexere Designeffekte erzeugen.

Borosilikatglas

Eigenschaften: Borosilikatglas ist eine Glasart, die hohen Temperaturen standhält und eine hohe Festigkeit aufweist. Seine chemische und thermische Stabilität ist besser als die von gewöhnlichem Kalknatronglas.
Lasermarkierungseffekt: Der Laser kann eine klare, rissfreie Markierung mit mäßiger Vorsprungshöhe auf der Glasoberfläche bilden. Durch diese Verarbeitungsmethode können die optischen und physikalischen Eigenschaften des Glases erhalten bleiben. Wird häufig bei der Herstellung von Laborutensilien, Kochgeschirr, optischen Komponenten usw. verwendet.

Gehärtetes Glas

Eigenschaften: Gehärtetes Glas ist eine Glasart, die durch Erhitzen und schnelles Abkühlen hergestellt wird und eine hohe Hitzebeständigkeit und Schlagfestigkeit aufweist. Auf seiner Oberfläche bildet sich eine Druckspannungsschicht und im Inneren eine Zugspannungsschicht, die die Festigkeit und Stabilität des Glases verbessert.
Lasermarkierungseffekt: Durch Lasermarkierung können klare und dauerhafte Markierungen auf gehärtetem Glas entstehen. Diese Markierungen haben keinen Einfluss auf die physikalischen Eigenschaften und die Festigkeit von gehärtetem Glas. Gleichzeitig weist der Lasermarkierungsaufdruck ein hohes Maß an Fälschungssicherheit und Rückverfolgbarkeit auf und eignet sich für Anwendungsszenarien, die hohe Sicherheit erfordern.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lasermarkierung auf Glas erhebliche Verarbeitungseffekte und Qualitätsvorteile bietet, die eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen können. Bei tatsächlichen Anwendungen müssen jedoch Kontrollfaktoren wie Laserparameter und unterschiedliche Materialeigenschaften beachtet werden, um den besten Markierungseffekt und die beste Qualität sicherzustellen.

Herausforderungen und Lösungen

Knacken

Herausforderungen:

Wenn die Laserenergie zu hoch oder das Glasmaterial zu dünn ist, kann es leicht zu Glasrissen kommen. Komplexe Gravurmuster können das Risiko von Glasrissen erhöhen.

Lösungen:

Laserenergie anpassen: Je nach Dicke und Dichte des Glases muss die Laserenergie angemessen eingestellt und angepasst werden, um sicherzustellen, dass der Laser das Material während des Gravurvorgangs nicht beschädigt. Wenn die Laserenergie zu hoch ist und das Glas bricht, kann die Laserenergie entsprechend reduziert werden.
Wählen Sie ein geeignetes Glasmaterial: Vermeiden Sie die Verwendung von zu dünnem Glas und wählen Sie dickeres Glas, um die Widerstandsfähigkeit gegen Laserschäden zu verbessern.
Musterdesign optimieren: Entwerfen Sie einfache Muster und vermeiden Sie zu komplexe und filigrane Gravuren, um Schäden am Glasmaterial zu reduzieren.

Oberflächenreflexion

Herausforderungen:

Die Glasoberfläche ist glatt und neigt zu Reflexionen, was die Fokussierung und Markierungswirkung des Lasers beeinträchtigt.

Lösungen:

Oberflächenbehandlung: Rauen Sie die Glasoberfläche auf, beispielsweise durch Schleifen mit Sandpapier oder Ätzen mit chemischen Reagenzien, um die Reflektivität zu verringern. Sie können auch erwägen, die Glasoberfläche mit einer Schicht lichtabsorbierenden Materials zu beschichten, beispielsweise mit schwarzer Farbe oder einer speziellen Beschichtung.
Passen Sie die Laserparameter an: Verbessern Sie das Reflexionsproblem, indem Sie Leistung, Geschwindigkeit, Frequenz und andere Parameter des Lasermarkers anpassen. Durch entsprechendes Erhöhen der Leistung, Reduzieren der Markierungsgeschwindigkeit und Erhöhen der Frequenz kann die Lichtreflexion verringert und die Markierungsgenauigkeit verbessert werden.
Reinigen Sie die Linse: Reinigen Sie die Linse des Lasermarkierers regelmäßig, um zu verhindern, dass Staub und andere Verunreinigungen die Reflektivität beeinträchtigen.

Konsistenz

Herausforderungen:

Während des Lasermarkierungsprozesses können die Markierungsergebnisse aufgrund der Gerätegenauigkeit, Umgebungsfaktoren oder unsachgemäßer Bedienung inkonsistent sein.

Lösungen:

Wählen Sie hochpräzise Geräte: Wählen Sie hochpräzise und stabile Lasermarkierungsgeräte, um die Stabilität und Genauigkeit des Markierungsprozesses sicherzustellen.
Optimieren Sie den Betriebsablauf: Entwickeln Sie standardisierte Betriebsverfahren, bieten Sie professionelle Schulungen für Bediener an und stellen Sie sicher, dass jeder Markierungsvorgang gemäß dem Standardprozess durchgeführt wird.
Umgebungskontrolle: Sorgen Sie für die Stabilität der Markierungsumgebung, wie z. B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Licht usw., um die Auswirkungen von Umgebungsfaktoren auf die Markierungsergebnisse zu verringern.
Geräte regelmäßig kalibrieren: Kalibrieren und warten Sie Lasermarkierungsgeräte regelmäßig, um die Genauigkeit und Stabilität der Geräte sicherzustellen.

Mechanismus der Lasermarkierung auf Holz

Der Gravurmechanismus der Lasermarkierung auf Holz basiert hauptsächlich auf der hohen Energiedichte und der präzisen Steuerung des Laserstrahls. Wenn der Laserstrahl auf die Holzoberfläche fokussiert wird, wird seine Energie vom Holz absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt. Diese Wärmeenergie reicht aus, um das Material auf der Holzoberfläche sofort zu schmelzen, zu verdampfen oder zu verkohlen, sodass es entfernt werden kann. Durch die Steuerung des Bewegungspfads und der Geschwindigkeit des Laserstrahls auf der Holzoberfläche kann die gewünschte grafische Markierung präzise eingraviert werden.

Die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Holzarten

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Hölzer variiert aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse von Hartholz, Weichholz, Sperrholz und mitteldichten Faserplatten:

Hartholz

Eigenschaften: Hartholz hat eine hohe Härte und Dichte.
Lasermarkierungseffekt: Durch Lasermarkierung können klare und dauerhafte Markierungen entstehen. Der Laserstrahl kann das Material auf der Oberfläche von Hartholz präzise entfernen und feine grafische Markierungen hinterlassen. Hochpräzise Lasermarkierungsmaschinen (wie UV-Laser) können feinere Muster und Textdrucke auf Hartholz erzielen und so die Schönheit und Wiedererkennbarkeit von Produkten verbessern.

Kork

Eigenschaften: Kork hat eine geringe Dichte und eine weiche Textur.
Lasermarkierungseffekt: Der Laserstrahl kann das Oberflächenmaterial leichter entfernen. Der Markierungsprozess ist relativ schnell und die Markierungsqualität ist gut. Es eignet sich auch für verschiedene Korkmaterialien wie Kiefer, Tanne usw. Seine flexible Verarbeitungsmethode kann den Markierungsanforderungen von Korkprodukten unterschiedlicher Formen und Größen gerecht werden.

Sperrholz

Eigenschaften: geringe Verformung, großes Format, praktische Konstruktion, kein Verziehen, gute mechanische Zugeigenschaften quer zur Faser, usw.
Lasermarkierungseffekt: Der Effekt der Lasermarkierung auf Sperrholz ist dem auf Massivholz ähnlich. Der Laserstrahl kann die Oberfläche des Sperrholzes durchdringen und die inneren Materialien markieren. Es ist zu beachten, dass die Gravurtiefe nicht zu groß sein sollte, um eine Beschädigung der inneren Struktur des Sperrholzes zu vermeiden. Die Lasermarkierungsmaschine ist für verschiedene Arten und Dicken von Sperrholz geeignet. Ihre effiziente Verarbeitungsmethode kann den Markierungsanforderungen der Massenproduktion von Sperrholz gerecht werden.

Mitteldichte Faserplatte (MDF)

Eigenschaften: Im Vergleich zu Massivholz ist die Verarbeitungsleistung von mitteldichten Faserplatten stabiler und weniger anfällig für Probleme wie Verformung oder Rissbildung.
Lasermarkierungseffekt: Die Lasermarkierung hat eine gute Wirkung auf mitteldichte Faserplatten. Der Laserstrahl entfernt präzise Material von der Oberfläche und erzeugt klare, langlebige Markierungen. Lasermarkierungsmaschinen werden häufig für mitteldichte Faserplattenprodukte verschiedener Art und Dicke verwendet. Die effiziente Verarbeitungsmethode kann die Markierungsanforderungen der Massenproduktion mitteldichter Faserplatten erfüllen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lasermarkierung bei Holz erhebliche Verarbeitungseffekte und Qualitätsvorteile bietet und eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen kann. In praktischen Anwendungen muss jedoch auf die Kontrolle der Laserparameter und die Berücksichtigung der unterschiedlichen Eigenschaften von Holzmaterialien geachtet werden, um den besten Markierungseffekt und die beste Qualität sicherzustellen.

Herausforderungen und Lösungen

Verbrennung und Karbonisierung

Herausforderungen:

Bei der Lasermarkierung kann es bei zu hoher Laserleistung oder zu langer Bearbeitungszeit dazu kommen, dass das Holz durch die Aufnahme zu großer Wärmemengen verbrennt oder verkohlt, was eine mangelhafte Markierungsqualität oder sogar eine Beschädigung des Holzes zur Folge hat.

Lösungen:

Der Bediener muss die Einstellungen des Lasers, einschließlich der Laserleistung und der Schnittgeschwindigkeit, genau beachten. Die richtigen Lasereinstellungen, insbesondere die Geschwindigkeits- und Leistungseinstellungen, helfen dabei, das richtige Gleichgewicht zwischen Genauigkeit und Verhinderung von Karbonisierung zu finden.
Eine ausreichende Belüftung trägt dazu bei, die beim Schneiden entstehenden Dämpfe abzuleiten, verringert die Verbrennungsgefahr und sorgt für eine sicherere Arbeitsumgebung.
Darüber hinaus ist die Materialauswahl bei der Verwendung von entscheidender Bedeutung. Die Auswahl von Holz mit geringerem Harzgehalt kann dazu beitragen, das Risiko einer Entzündung flüchtiger Verbindungen im Holz zu verringern.

Inkonsistente Textur

Herausforderungen:

Holz weist von Natur aus eine uneinheitliche Struktur auf, was dazu führen kann, dass die Tiefe, Breite und Klarheit der Markierung beim Lasermarkieren an verschiedenen Stellen unterschiedlich ausfallen.

Lösungen:

Holz vorbehandeln: Vor dem Lasermarkieren behandeln Sie das Holz durch Schleifen und Polieren vor, um die Oberfläche flacher und glatter zu machen. Dadurch wird ein gleichmäßigerer Markiereffekt erzielt.
Passen Sie die Laserparameter an: Passen Sie entsprechend den Textureigenschaften des Holzes die Laserleistung, Geschwindigkeit, den Scanpfad und andere Parameter an, um sich an die Texturänderungen in verschiedenen Bereichen anzupassen.
Verwenden Sie Bildverarbeitungstechnologie: Führen Sie Bildverarbeitungstechnologie in die Lasermarkierungssoftware ein, um die Textur des Holzes zu identifizieren und zu analysieren und die Laserparameter automatisch an die Texturänderungen anzupassen.

Klebstoffe

Herausforderungen:

Bei Holzprodukten mit Klebstoffen, wie etwa Sperrholz und mitteldichten Faserplatten, kann es zu Beeinträchtigungen des Lasermarkierungseffekts durch den Klebstoff kommen, wie etwa durch undeutliche Markierungen, verschwommene Kanten oder Blasen.

Lösungen:

Wählen Sie den richtigen Klebstoff: Wählen Sie bei der Herstellung von Produkten wie Sperrholz einen Klebstoff, der die Lasermarkierung weniger beeinträchtigt.
Passen Sie die Laserparameter an: Passen Sie bei Holzprodukten, die Klebstoffe enthalten, die Laserleistung, Geschwindigkeit, den Scanpfad und andere Parameter entsprechend an, um den Einfluss des Klebstoffs auf den Markierungseffekt zu verringern.
Nachbearbeitung: Nach der Lasermarkierung muss der markierte Bereich nachbearbeitet werden, z. B. durch Schleifen, Reinigen usw., um mögliche Blasen oder unscharfe Kanten zu entfernen und die Markierungsqualität zu verbessern.

Mechanismus der Lasermarkierung auf Textilien

Abhängig von der Laserintensität und den Materialeigenschaften können wir die Textilien schneiden, Mustergravuren mit einer bestimmten Tiefe erzeugen und das Muster auch verändern, indem wir einfach die Farbe der Textilien ändern.

Farbveränderung: Manche Textilien verändern ihre Farbe oder ihren Farbton, wenn sie einem CO2-Laserstrahl ausgesetzt werden, aber das Erscheinungsbild der Oberfläche verändert sich, ohne dass Material entfernt wird. Durch Lasermarkierung können sichtbare Muster und Designs auf der Oberfläche von Textilien erzeugt werden.
Gravieren: Sowohl natürliche als auch synthetische Textilien absorbieren die Energie eines CO2-Laserstrahls leicht. Der vom Laser erzeugte hochenergetische Laserstrahl kann dazu führen, dass das Textil sofort schmilzt oder sogar verdampft. Die Leistung eines CO2-Laserstrahls kann begrenzt werden, sodass er Material bis zu einer bestimmten Tiefe entfernt (graviert).
Schneiden: Wenn die Laserleistung hoch genug ist, durchdringt der Laserstrahl das Textil vollständig. Beim Schneiden mit einem Laser verdampfen die meisten Textilien schnell, sodass eine glatte und gerade Kante mit einer kleinen Wärmeeinflusszone entsteht. In einigen Fällen versiegelt das Laserschneiden die Kante und verhindert so, dass sich das Textil auflöst.

Die Auswirkungen der Lasermarkierung auf verschiedene Textilarten

Die Wirkung der Lasermarkierung auf verschiedene Textilien variiert aufgrund ihrer Materialeigenschaften und Laserparameter. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Analyse von Naturfasern, Kunstfasern und Mischgeweben:

Naturfasern

Naturfasern wie Baumwolle, Leinen, Seide und Wolle haben ihre ganz eigenen physikalischen und chemischen Eigenschaften.

Baumwollfaser: Baumwollfaser hat eine starke Absorptionskapazität für Laser und beim Lasermarkieren bilden sich leicht klare Markierungen auf der Oberfläche. Aufgrund der Entflammbarkeit von Baumwollfasern muss die Energiedichte während der Laserbearbeitung jedoch streng kontrolliert werden, um übermäßiges Verbrennen oder Karbonisieren zu verhindern.
Hanffaser: Hanffaser ähnelt Baumwollfaser und reagiert ebenfalls empfindlich auf Laser. Durch Lasermarkierung können auf der Oberfläche von Hanffaser deutliche Muster oder Texte entstehen, es ist jedoch auch notwendig, ein Verbrennen zu verhindern.
Seidenfasern (z. B. Seide): Die Oberfläche von Seidenfasern ist glatt und zart. Durch Lasermarkierung können feine Markierungen erzeugt werden, ohne die Faserstruktur zu beschädigen. Die Hitzebeständigkeit von Seidenfasern ist jedoch relativ schlecht, sodass die Auswahl der Laserparameter präziser erfolgen muss.
Wollfaser (z. B. Wolle): Der Lasermarkierungseffekt von Wollfasern hängt von ihrer spezifischen Art und Behandlungsmethode ab. Einige Wollfasern können unter Einwirkung des Lasers einen leichten Brandgeruch oder Rauch erzeugen, aber angemessene Laserparametereinstellungen können diesen Effekt verringern.

Synthetische Fasern

Synthetische Fasern wie Polyester, Nylon, Spandex usw. haben hervorragende physikalische Eigenschaften und chemische Stabilität.

Polyester: Polyesterfasern reagieren gut auf Laser und Lasermarkierungen können klare und dauerhafte Markierungen auf ihren Oberflächen hinterlassen. Polyester ist gut hitzebeständig und lässt sich nicht so leicht verbrennen oder verformen.
Nylon: Nylonfasern ähneln Polyester und weisen ebenfalls eine gute Laserverarbeitungsleistung auf. Durch Lasermarkierung können feine Muster oder Texte auf der Oberfläche von Nylon erzeugt werden und die Markierungsqualität ist stabil.
Spandex: Spandex ist eine elastische Faser, die häufig im elastischen Teil von Kleidung verwendet wird. Die Wirkung der Lasermarkierung auf Spandex ist relativ gering, aber es ist notwendig, die Laserenergie zu kontrollieren, um eine Beschädigung der elastischen Eigenschaften der Faser zu verhindern.

Mischfasern

Mischfasern sind eine Mischung aus zwei oder mehr verschiedenen Faserarten. Während des Lasermarkierungsprozesses bestrahlt der Laser mit hoher Energiedichte die Oberfläche der Mischfaser teilweise, wodurch das Oberflächenmaterial verdampft oder eine chemische Reaktion durchläuft, die die Farbe ändert und so eine dauerhafte Markierung auf der Faser hinterlässt. Die Wirkung der Lasermarkierung hängt von den Eigenschaften und Proportionen der einzelnen Faserkomponenten ab. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Lasermarkierung auf Textilien erhebliche Verarbeitungseffekte und Qualitätsvorteile bietet und eine Vielzahl von Anwendungsanforderungen erfüllen kann. In praktischen Anwendungen muss jedoch auf die Kontrolle der Laserparameter und der unterschiedlichen Eigenschaften der Textilmaterialien geachtet werden, um die beste Markierungswirkung und -qualität sicherzustellen.

Herausforderungen und Lösungen

Brennen und Schmelzen

Herausforderungen:

Beim Lasermarkierungsprozess wird ein Textil mit einem energiereichen Laserstrahl bestrahlt. Wenn die Parameter jedoch nicht richtig eingestellt sind, kann sich das Oberflächenmaterial des Textils sofort zu stark erhitzen und so Verbrennungen oder Schmelzen verursachen.

Lösungen:

Präzise Steuerung der Laserparameter: Passen Sie Laserleistung, Wellenlänge, Pulsbreite und andere Parameter je nach Material, Dicke und erforderlicher Markierungstiefe des Textils genau an, um sicherzustellen, dass die Laserenergie in einem kontrollierbaren Bereich liegt.
Führen Sie ein Kühlsystem ein: Statten Sie die Lasermarkiermaschine mit einem Kühlsystem, beispielsweise einer Wasserkühlung oder einem Luftkühlgerät, aus, um die während des Lasermarkiervorgangs erzeugte Wärme rechtzeitig abzuleiten und die Temperatur der Textiloberfläche zu senken.
Optimieren Sie Markierpfad und -geschwindigkeit: Durch die Optimierung des Bewegungspfads und der Markiergeschwindigkeit des Laserstrahls wird die Verweilzeit des Lasers auf der Textiloberfläche verkürzt und dadurch die Gefahr von Verbrennungen und Schmelzen verringert.

Verschleiß

Herausforderungen:

Beim Lasermarkieren können Reibung und hohe Temperatur zwischen dem Laserstrahl und der Textiloberfläche zu Verschleiß und Abnutzung der Textiloberfläche führen, was sich auf die Klarheit und Ästhetik der Markierung auswirkt.

Lösungen:

Wählen Sie einen geeigneten Laser: Wählen Sie je nach Material und Eigenschaften des Textils eine geeignete Laserwellenlänge und -leistung, um den Verschleiß der Textiloberfläche zu reduzieren.
Passen Sie die Markierungstiefe an: Kontrollieren Sie die Tiefe der Lasermarkierung, um Schäden an der inneren Struktur des Textils und Oberflächenverschleiß durch zu tiefe Markierungen zu vermeiden.
Verwenden Sie Hilfsmaterialien: Vor der Lasermarkierung kann eine Schicht Hilfsmaterial, beispielsweise eine hochtemperaturbeständige und verschleißfeste Beschichtung oder Folie, auf die Textiloberfläche aufgetragen werden, um die Textiloberfläche vor Verschleiß zu schützen.

Farbkonsistenz

Herausforderungen:

Aufgrund von Unterschieden bei Textilmaterialien, Färbeverfahren und Oberflächenbeschaffenheiten kann es sein, dass die Farbe der Markierung nach der Lasermarkierung nicht den Erwartungen entspricht, was sich auf die Gesamtqualität und Ästhetik des Produkts auswirkt.

Lösungen:

Probentest: Testen Sie vor dem Markieren die Probe mit Lasermarkierung, um die besten Laserparameter und Markierungseffekte zu ermitteln. Wählen Sie durch Vergleichen der Markierungseffekte unter verschiedenen Parametern die Lösung mit der besten Farbkonsistenz für die Produktion aus.
Farbmanagement: Richten Sie ein Farbmanagementsystem ein, um die Farbkalibrierung und Farbanpassung an der Lasermarkiermaschine durchzuführen und so die Farbkonsistenz der Markierung zu verschiedenen Zeiten und auf verschiedenen Geräten sicherzustellen.
Wählen Sie den geeigneten Lasertyp: Wählen Sie entsprechend den Farbeigenschaften und Markierungsanforderungen des Textils den geeigneten Lasertyp (z. B. Faserlaser, CO2-Laser usw.) aus, um eine bessere Farbkonsistenz und Markierungswirkung zu erzielen.

Umwelt- und Sicherheitsaspekte

Materialsicherheit

Bearbeiten Sie kein Material, bevor Sie wissen, ob es bestrahlt oder mit einem Laser erhitzt werden kann, um mögliche Gefahren durch Rauch und Dampf zu vermeiden. Nachdem wir das zu verarbeitende Material bestimmt haben, müssen wir auch eine Reihe von vorbeugenden Maßnahmen für den Notfall ergreifen, wie z. B. ein Absaugsystem und ein Wasserkühlsystem.

Rauch und Partikel

Verwenden Sie die Absauganlage, um entstehenden Rauch und Partikel umgehend aus dem Arbeitsbereich abzuleiten.
Um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten, muss die Abgasanlage regelmäßig überprüft und gewartet werden.
Bediener sollten persönliche Schutzausrüstung wie Staubmasken oder Atemschutzgeräte tragen.

Thermischer Effekt

Kontrollieren Sie Laserparameter wie Leistung, Pulsbreite usw. genau, um eine übermäßige Energiezufuhr zu vermeiden.
Führen Sie ein Kühlsystem ein, beispielsweise Wasserkühlung oder Luftkühlung, um die Oberflächentemperatur des Materials zu senken.
Überprüfen und warten Sie das Kühlsystem regelmäßig, um seinen normalen Betrieb sicherzustellen.

Lasersicherheit

Bediener müssen die Sicherheitsverfahren für Lasergeräte strikt einhalten und sich mit der Schutzstufe der Lasergeräte vollständig auskennen. Je höher die Stufe, desto größer die Gefahr. Sie müssen mit vollständiger Schutzausrüstung ausgestattet sein.

Laser-Nivelliergerät

Vor der Inbetriebnahme müssen Sie sich über die Stärke und die potenziellen Gefahren der Laserausrüstung im Klaren sein.
Halten Sie die Sicherheitsverfahren für den Betrieb der Laserausrüstung strikt ein.

Schutzausrüstung

Bediener sollten geeignete persönliche Schutzausrüstung, einschließlich Laserschutzbrillen und Schutzkleidung, tragen.
Um unbeabsichtigten Kontakt durch nicht bedienbares Personal zu verhindern, sollte die Laserbeschriftungsmaschine in einem dafür vorgesehenen Arbeitsbereich aufgestellt werden.
Überprüfen und warten Sie regelmäßig das Sicherheitssystem der Laserbeschriftungsmaschine.

Umweltbelastung

Laserbeschriftungsmaschinen sind relativ umweltfreundliche Maschinen und belasten die Umwelt im Allgemeinen nicht. Die entstehenden Abfallstoffe müssen gemäß den einschlägigen Umweltschutzgesetzen und -vorschriften entsorgt werden.

Energieverbrauch

Wählen Sie ein Laserbeschriftungsmaschinenmodell mit hoher Energieeffizienz.
Planen Sie die Produktion sinnvoll, um die Leerlaufzeiten der Geräte zu reduzieren.
Warten und pflegen Sie die Geräte regelmäßig, um sicherzustellen, dass sie sich im optimalen Betriebszustand befinden.

Abfallmanagement

Sammeln und behandeln Sie den anfallenden Abfall sortiert.
Verwenden Sie zur Markierung umweltfreundliche Materialien, um die Entstehung gefährlicher Abfälle zu reduzieren.
Halten Sie die örtlichen Umweltschutzgesetze und -vorschriften ein und schicken Sie gefährliche Abfälle zur Behandlung an die dafür vorgesehenen Behandlungsstellen.

Zusammenfassung

In diesem Artikel werden die Herausforderungen und Lösungen der Lasermarkierungstechnologie beim Markieren auf verschiedenen Materialoberflächen ausführlich erörtert und die Vorsichtsmaßnahmen in Bezug auf Materialsicherheit, Lasersicherheit und Umweltauswirkungen hervorgehoben. Der Artikel weist darauf hin, dass die Probleme wie Rauch, Partikel, thermische Effekte usw., die beim Lasermarkieren entstehen können, durch die Optimierung der Laserparameter, die Einführung von Kühlsystemen, die Verwendung von Absauggeräten und das Tragen persönlicher Schutzausrüstung gelöst werden müssen. Gleichzeitig betont der Artikel auch die Bedeutung sicherer Betriebsverfahren und der Abfallbewirtschaftung von Lasergeräten.
Generell bietet die Lasermarkierungstechnologie als effiziente und präzise berührungslose Markierungsmethode breite Anwendungsmöglichkeiten auf einer Vielzahl von Materialien. Um jedoch Betriebssicherheit, Materialintegrität und Umweltverträglichkeit zu gewährleisten, müssen die Betreiber die entsprechenden Verfahren strikt einhalten und geeignete Maßnahmen ergreifen, um verschiedene Herausforderungen zu bewältigen.

Holen Sie sich Laserlösungen

AccTek Laser ist ein führender Anbieter professioneller Lasermarkierungstechnologie und bietet umfassende Lösungen, die auf die unterschiedlichsten Branchenanforderungen zugeschnitten sind. Wir legen großen Wert auf Sicherheit und Effizienz und stellen sicher, dass jeder Bediener umfassend geschult ist, um die Bedienung seiner fortschrittlichen Laserreinigungsgeräte zu beherrschen. Unsere Schulungsprogramme decken wichtige Bereiche ab, wie das Verständnis der Lasertechnologie, die Beherrschung der Maschinenkomponenten und die Einhaltung strenger Sicherheitsprotokolle. Durch die Partnerschaft mit AccTek Laser erhalten Unternehmen Zugang zu modernster Lasermarkierungstechnologie, unterstützt durch fachkundige Schulungen und Support. Dies maximiert nicht nur die Effektivität des Markierungsprozesses, sondern gewährleistet auch die Sicherheit des Bedieners und die Einhaltung gesetzlicher Normen. Wählen Sie AccTek Laser für zuverlässige, effiziente und sichere Lasermarkierungslösungen, die den spezifischen Anforderungen Ihrer Branche gerecht werden.

Laserausrüstung

Kontaktinformationen

Holen Sie sich Laserlösungen