レーザーマーキングマシンとは何ですか?仕組みは?

レーザーマーキングシステムは、コスト効率の高いブランド、シリアル番号、および製品追跡に使用されます。部品や機械の表面にレーザービームを使用して、テキスト、数字、ロゴ、またはパターンをマーキングします。表面を損傷することなく、さまざまな種類の材料にマーキングまたは処理することができます。ラベルの正しい方法は、材料とマーキング方法によって異なります。レーザーマーキングマシンの利点を理解するための重要な側面の 1 つは、その動作原理を理解することです。

レーザーマーキングとは何ですか?

レーザーマーキングは、レーザー技術を使用して部品またはワークピースにマーキングを行うプロセスです。レーザービームが材料に当たると、そのエネルギーが材料と反応して永久的な跡を残します。パーツ上のこのレーザービームの速度、出力、焦点により、異なるレーザープロセスが行われます。レーザーエネルギーは波長またはナノメートル (nm) で測定されます。特定の波長はさまざまな用途に使用され、特定の種類のレーザー発生器でのみ生成できます。最も一般的なレーザーマーキングの種類は次のとおりです。

ファイバーレーザーマーキング: ファイバーレーザーマーキングマシン固体レーザー発生装置を使用しています。このシステムでは、希土類元素がドープされた光ファイバーがレーザー光源として使用されます。高い出力により、アニーリングや彫刻などの用途に最適です。ファイバーレーザーマーキングマシンは、他のマシンに比べて所有コストが低く、多用途性が高く、マーキングが高速です。また、メンテナンスは最小限で、消耗品は不要です。
CO2レーザーマーキング：波長 CO2レーザーマーキングマシン標準波長システムの10倍です。CO2レーザーマーキングマシンは通常、密閉チューブマーキングシステムであり、ガルバノメーターによって制御されるビームを使用して非金属表面にマーキングできます。CO2レーザージェネレーターは、紙、木材、一部のプラスチックポリマーなどの有機材料に最高のマーキング結果をもたらす波長を持ち、革やガラスのマーキングにも適しています。
UV レーザーマーキング: UV レーザーは、吸収性の高い波長 (355 nm) を使用して部品にマーキングします。この高い吸収率により、UV レーザーは「コールドマーキング」を実行でき、金、銀、銅などの高反射材料を含む材料に追加の熱ストレスがかからないようになります。これにより、一般的なマーキングや処理による煙や粉塵が最小限に抑えられます。

レーザーマーキングマシンはどのように動作しますか?

レーザーマーキングは、レーザー光を集光して対象物の表面を加工するマーキング方法です。発振器からレーザー光を照射し、走査ミラーで走査した後、集光レンズで対象物にレーザー光を集光し、表面加工によりマーキングします。レーザーマーキングは光で対象物の表面を加工するため、インクマーキングよりも耐摩耗性に優れ、時間が経ってもマーキングが消えることはありません。
さまざまなレーザーマーキング方法がさまざまな用途に適しています。それぞれの方法には長所と短所があり、予算、品質要件、用途に応じて選択する必要があります。これらの方法のいくつかを見てみましょう。

金属にレーザーマーキング

次のレーザーマーキング技術を金属に使用できます。それぞれの技術には特定の機能があります。金属とその特性に関連するレーザーマーキング方法を以下に示します。

レーザー彫刻: レーザー彫刻は、主に金属の部品製造や試作に使用される最も一般的なマーキング方法です。このレーザーマーキング技術は、表面材料を除去することによって鏡面反射を変更します。材料の蒸発が起こり、くぼみの形でマークが形成されるためには、最適な周波数と速度が存在します。一般に、短いパルスと高いピーク出力を備えたマーキングレーザーが最良の結果をもたらし、これらの用途に最適です。
レーザーエッチング: レーザー彫刻とは異なり、レーザーエッチングは表面に深さがないため、必要なエネルギーが少なくなります。このレーザーマーキング方法は、基材上のコーティングまたはラッカー層を除去します。たとえば、陽極酸化アルミニウムの酸化物層をアブレーションすると、その下にある金属が露出します。アブレーションマークによって発生する高温により、表面は蒸発点を超えて加熱されます。基材を損傷することなく、マーキングのグラフィックやテキストを目に見えるようにします。
レーザーアニーリング: レーザーアニーリングは、非減算プロセスであり、通常、寸法精度が重要な製品に使用されます。レーザービームを使用して金属表面をゆっくりと加熱および冷却し、金属表面の温度に応じて色 (黄色、赤、または緑) を変更します。レーザーアニーリングプロセスは、非鉄金属やアルミニウムには適していません。これらの金属やアルミニウムの色は熱や酸化物の影響を受けないためです。

他の材料へのレーザーマーキング

レーザーマーキングシステムは、金属に加えて、プラスチックや、セラミック、紙などの他の複合材料にも使用できます。プラスチック材料にマーキングする場合、3 つの技術を使用できます。彼らです：

フォーム: 明るい色のマーカーを作成する必要がある場合、フォームはそのような用途に適しています。レーザー発泡では、レーザービームがポリマーを所定の値まで加熱し、一部のコンポーネントが発泡し始めます。気泡が酸化すると、光を反射するフォームが形成され、鮮明でテクスチャのあるマークが作成されます。
着色: レーザー着色は、プラスチックを特定の箇所で加熱して、色を暗くする (例: 炭化) か、明るくする (例: 漂白) ことによって行われます。正確な結果は、プラスチックまたはポリマーの種類と構成によって異なります。着色に適したその他の材料には、ラミネート、フィルム、ホイルなどがあります。
炭素移動: この方法では、レーザーからの熱エネルギーがプラスチックの結合を破壊し、酸素と水素を放出します。この反応により、対象領域が暗くなり、灰色から青灰色のマークとして現れます。炭化または炭素移動は、合成ポリマーや有機材料のラベル付けに最適です。

部品製造でレーザーマーキングを選択する理由?

レーザーマーキングは、ドットピーンやインクジェット印刷などの従来のマーキング方法に比べて多くの利点があり、高品質のマーキングに最適な技術となっています。レーザーマーキングを選択する理由をいくつかご紹介します。レーザーマーキングシステム.

速い

従来のラベル付け方法では、特定のツールを使用するため、プロセスに時間がかかります。レーザーマーキングは、レーザーテクノロジーとコンピューターテクノロジーを組み合わせて、1 つのコマンドだけでさまざまなデザインやパターンを材料に作成します。これは、製品開発サイクルを短縮し、プロセスをスピードアップし、多くのコストを節約するのに最適な選択肢です。

ハイコントラスト

レーザーマーキングは非常に正確です。これを使用して非常に小さなオブジェクトをマークし、一貫した結果を得ることができます。たとえば、プリント基板にレーザーでマーキングします。高品質のマーキングは読みやすく、ほぼ完璧な可読性を意味します。

ほとんどの素材と互換性があります

同じレーザーマーキングシステムを複数の材料に使用できるため、柔軟性が高まります。ファイバーレーザーマーキングに適した材料のリストは広範囲にわたり、鋼、アルミニウム、チタン、銅、ステンレス鋼などの金属が含まれます。CO2 レーザーは、皮革、木材、ラベル紙など、すべての非金属材料に彫刻できます。UV レーザーは、ガラスやセラミックのマーキングに適しています。
これらは、レーザー彫刻またはレーザーエッチングマークを付けることができる多くの材料のほんの一例です。レーザーマーキングは、ワイヤやチューブなどの他の複雑な形状のマーキングにも適しており、カスタマイズされた方法で製品をシリアル化または追跡するための理想的なツールになります。

マーキングの耐久性

レーザーで作成されたマークは通常永久的であり、高コントラストの特性を持っています。これらの防水性と色褪せしにくいマーカーは、摩耗、熱、酸に耐えることができます。したがって、自動車や航空宇宙などの部品製造業界では、永久マーキングとしての使用が好まれています。永続的で耐久性のあるマーキングにより、これらのメーカーは自社製品を追跡し、識別することができます。

緑

化学エッチングやインクジェットなどのマーキングプロセスでは、化学薬品とインクを使用してマーキングします。これらの消耗品は高価であることが多く、有害なガスを環境に放出することで悪影響を及ぼします。ただし、レーザーマーキングでは消耗品は使用しません。クリーンで省エネ、環境に優しいプロセスです。

要約する

レーザーマーキングは、正確で永続的な高品質のマークを作成するための幅広い技術を含む多用途のプロセスです。レーザーマーキングは、従来のマーキング技術に代わる優れた代替手段でもあり、高い生産速度、高コントラスト、材料適合性、マーキングの耐久性、環境への優しさを保証します。したがって、アプリケーションにとっては優れた選択肢です。
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