Alles wat je moet weten over lasermarkeringsmachines voor metaal en kunststof.

Je hebt die permanente, scherpe markeringen vast wel eens gezien, op van alles, van chirurgische instrumenten tot smartphonehoesjes. Ze vervagen niet, krassen niet weg en slijten niet. Dat is lasermarkering in actie, en het is veel toegankelijker dan de meeste fabrikanten denken.

De juiste lasermarkeringsmachine kan uw productiekosten met 60% verlagen in vergelijking met traditionele methoden. Maar er is een addertje onder het gras: een verkeerde keuze kan leiden tot een verspilling van tienduizenden euro's aan apparatuur die uw materialen niet aankan. Wij leggen u alles uit wat u moet weten.

Hoe lasermarkering werkt op verschillende materialen

Lasermarkering is een proces waarbij het oppervlak van een materiaal wordt verbrand, gesmolten of chemisch veranderd om permanente markeringen te creëren. Het proces klinkt eenvoudig. Dat is het niet.

Verschillende materialen reageren op laserenergie op zeer uiteenlopende manieren. Metalen absorberen warmte en oxideren , waardoor contrasterende markeringen ontstaan ​​door kleurveranderingen of etsing van het oppervlak. Zie het als gecontroleerd roesten op microscopische schaal. Kunststoffen daarentegen reageren via een proces dat schuimvorming of carbonisatie wordt genoemd, waarbij de laserenergie moleculaire bindingen verbreekt en de structuur van het materiaal verandert.

De ware magie vindt plaats op golflengteniveau.

Metaalmarkering maakt gebruik van een fiberlasermarkeermachine (doorgaans met een golflengte van 1064 nm), die metalen efficiënt absorberen. De laserstraal verwarmt het oppervlak, waardoor oxidatie of gloeiing optreedt. Dit resulteert in donkere markeringen op lichte metalen en lichte markeringen op donkere metalen. Roestvrij staal wordt zwart. Aluminium blijft wit of grijs. De markering is zelden dieper dan 0,001 inch (ongeveer 0,25 mm), maar is permanent.

Het markeren van kunststof vereist een andere aanpak. Een CO2-lasermarkeermachine (golflengte van 10.600 nm) werkt het beste voor de meeste kunststoffen, omdat deze golflengte wordt geabsorbeerd door organische materialen. De laser creëert contrast door:

● Schuimvorming - Gasbellen vormen zich onder het oppervlak, waardoor lichtere vlekken ontstaan

● Verkooling - Het materiaal verbrandt lichtjes, waardoor donkere vlekken ontstaan

● Kleurverandering - Sommige kunststoffen veranderen van kleur zonder dat het oppervlak beschadigd raakt.

Hier speelt de materiaalsamenstelling een belangrijke rol. ABS schuimt prachtig en creëert witte, reliëfachtige strepen. Polycarbonaat carboniseert en wordt donker. Acryl kan beide effecten hebben, afhankelijk van de instellingen.

Sommige kunststoffen bevatten additieven die specifiek zijn ontworpen om met lasers te reageren. Deze "lasergevoelige" materialen markeren nauwkeurig bij lagere vermogensinstellingen, waardoor de productietijd tot wel 40% wordt verkort.

Soorten lasermarkeringsmachines

Drie hoofdtypen lasers domineren de markeerindustrie. Elk type heeft sterke punten waardoor het perfect geschikt is voor specifieke materialen en toepassingen.

Fiberlasermarkeermachines domineren de metaalmarkeringswereld. Ze genereren een laserstraal met een golflengte van 1064 nm door een optische vezel die is verrijkt met zeldzame aardmetalen zoals ytterbium. Deze machines markeren metalen sneller en dieper dan elk ander alternatief. Je vindt ze in autofabrieken, ruimtevaartbedrijven en bij fabrikanten van medische apparatuur.

De voordelen zijn snel duidelijk. Fiberlaser-markeermachines vereisen vrijwel geen onderhoud (geen spiegels om uit te lijnen, geen gassen om bij te vullen), verbruiken minder energie dan oudere technologieën en leveren markeringen in milliseconden. De straalkwaliteit blijft consistent gedurende meer dan 100.000 bedrijfsuren.

CO2-lasermarkeringsmachines zijn geschikt voor zowel kunststoffen als organische materialen. Deze machines produceren een golflengte van 10.600 nm door CO2-gas te exciteren met een elektrische ontlading. De langere golflengte wordt gemakkelijk geabsorbeerd door kunststoffen, hout, leer, glas en rubber.

CO2-systemen blinken uit in het markeren van verpakkingen, het creëren van gedetailleerde afbeeldingen op acryl displays en het graveren van houten producten. De laserstraal zorgt voor strakke, scherpe markeringen zonder de thermische spanning die warmtegevoelige kunststoffen kan beschadigen.

UV-lasermarkeringsmachines bewandelen een compleet andere weg. Deze "koude markeringssystemen" werken met een golflengte van 355 nm en verbreken moleculaire bindingen door middel van fotochemische reacties in plaats van warmte. Dit maakt ze de ideale keuze voor het markeren van:

● Kwetsbare elektronica en printplaten

● Siliconen en katheters van medische kwaliteit

● Farmaceutische verpakkingen die niet hittebestendig zijn

● Glazen flesjes en ampullen

LEAD TECH 10W UV-lasermarkeringsmachine

LEAD TECH 5W UV-lasermarkeringsmachine

Toepassingen in diverse maakindustrieën

Lasermarkeringsmachines zijn overal te vinden waar permanente identificatie belangrijk is. Maar bepaalde industrieën zijn er meer van afhankelijk dan andere.

Autofabrikanten markeren alles, van motorblokken tot kabelbomen. VIN-nummers, onderdeelnummers, batchcodes en traceerbaarheidsgegevens worden in componenten gegraveerd die tientallen jaren bestand zijn tegen hitte, trillingen en chemische invloeden. De markeringen moeten langer meegaan dan het voertuig zelf. Traditionele labels falen. Lasermarkeringen niet.

Bedrijven in de medische hulpmiddelenindustrie worden geconfronteerd met nog strengere eisen. De FDA schrijft een unieke apparaatidentificatie (UDI) voor op chirurgische instrumenten, implantaten en diagnostische apparatuur. Lasermarkering creëert biocompatibele markeringen op titanium implantaten, roestvrijstalen chirurgische instrumenten en polymeerkatheters zonder de steriliteit of de patiëntveiligheid in gevaar te brengen.

De elektronica-industrie maakt gebruik van UV-lasersystemen voor het markeren van printplaten, microchips en smartphonecomponenten. Deze markeringen zijn kleiner dan een zoutkorrel, maar blijven leesbaar onder vergroting. Datamatrixcodes volgen de componenten gedurende het gehele proces, van assemblage en testen tot onderhoud in het veld.

De lucht- en ruimtevaartsector drijft lasermarkering tot het uiterste. Onderdelen die vandaag gemarkeerd zijn, vliegen mogelijk in 2075 nog steeds rond. Markeringen moeten duurzaam zijn:

● Temperatuurschommelingen van -60°F tot 400°F

● Corrosieve brandstoffen en hydraulische vloeistoffen

● Intense trillingen en G-krachten

● UV-straling op grote hoogte

Verpakkingsbedrijven gebruiken CO2-lasermarkeermachines voor het snel coderen van datums op flessen, dozen en flexibele folies. Lijnen met een capaciteit van 600 eenheden per minuut worden voorzien van batchnummers en houdbaarheidsdata die niet vlekken, vervagen of afwassen.

Consumentengoederenmerken graveren logo's met lasertechnologie in producten, zowel ter promotie van het merk als ter voorkoming van namaak. Door de permanente gravering is vervalsing vrijwel onmogelijk.

Lasermarkering versus andere markeermethoden

Fabrikanten hebben naast lasers nog andere opties. Maar die alternatieven brengen wel compromissen met zich mee die snel oplopen.

Bij puntmarkering wordt een stift van hardmetaal of diamant gebruikt die duizenden keren per seconde op het oppervlak inslaat, waardoor markeringen ontstaan ​​door fysieke indrukking. Het proces werkt goed op dikke metalen, waar diepte belangrijker is dan esthetiek. Puntmarkeringsmachines zijn goedkoper in aanschaf en markeren dieper dan lasers.

De nadelen zijn groot. De stylussen slijten om de paar maanden en moeten worden vervangen en opnieuw gekalibreerd. De impact produceert lawaai (vaak meer dan 80 decibel), spanningsbreuken in dunne materialen en ruwe markeringen die niet te vergelijken zijn met laserprecisie. Je kunt plastic niet met de puntmethode bewerken zonder het te beschadigen.

Inkjetprinters spuiten vloeibare of UV-uithardende inkt op oppervlakken. Snel. Goedkoop per afdruk. Perfect voor kartonnen dozen en tijdelijke etiketten.

De vlekken verdwijnen. Oplosmiddelen lossen ze op. UV-licht laat ze vervagen. Voor elke toepassing die permanentie vereist, is inkjetprinten direct uitgesloten.

Chemisch etsen creëert markeringen door gemaskeerde oppervlakken bloot te stellen aan zure of alkalische oplossingen. Het proces levert gladde, diepe markeringen op metalen op, maar vereist:

● Omgaan met en afvoeren van gevaarlijke chemicaliën

● Meerdere processtappen (maskeren, etsen, reinigen)

● Langere cyclustijden (minuten versus seconden)

● Bekwame operators met kennis van chemie

Milieuvoorschriften maken chemisch etsen steeds duurder en juridisch complexer.

Mechanisch graveren snijdt in materialen met roterende gereedschappen. De markeringen zijn permanent en zien er scherp uit. Maar graveermachines vereisen regelmatig het vervangen van de graveerpunten, kunnen gebogen oppervlakken niet gemakkelijk markeren en hebben moeite met materialen die harder zijn dan het snijgereedschap zelf.

Technische specificaties die er echt toe doen

Vermogensspecificaties krijgen alle aandacht. Dat is onterecht.

Het laservermogen (gemeten in watt) beïnvloedt de markeersnelheid, niet de markeerkwaliteit. Een 20W fiberlaser markeert langzamer dan een 50W model, maar beide maken identieke markeringen op hetzelfde materiaal. Het verschil zit hem in de doorvoersnelheid, niet in de duurzaamheid.

De kwaliteit van de laserstraal is veel belangrijker dan de meeste kopers beseffen. De M²-waarde (spreek uit als "M-kwadraat") meet hoe scherp de laser focust. Lagere waarden betekenen een scherpere focus en fijnere details. Een M² van 1,0 staat voor een perfecte Gaussische straal. Alles onder de 1,5 levert een uitstekende markeerresolutie.

Een slechte straalkwaliteit zorgt voor onscherpe randen en inconsistente diepte.

De markeersnelheid wordt gemeten in tekens per seconde of millimeters per seconde, afhankelijk van de toepassing. Fiberlasermarkeermachines markeren doorgaans met een snelheid van 7.000-10.000 mm/seconde. CO2-systemen werken langzamer met 2.000-5.000 mm/seconde. UV-lasermarkeermachines zijn relatief traag met 500-2.000 mm/seconde.

Maar pure snelheid zegt niets zonder context. Een systeem dat 200 onderdelen per minuut haalt klinkt indrukwekkend, totdat je beseft dat je productielijn er 400 nodig heeft.

Het werkgebied definieert de maximale grootte van een object dat u kunt markeren zonder het te hoeven verplaatsen. Veelvoorkomende afmetingen zijn:

● Klein formaat: 100 mm x 100 mm (4" x 4")

● Middelgroot formaat: 200 mm x 200 mm (8" x 8")

● Groot formaat: 300 mm x 300 mm (12" x 12")

Grotere werkoppervlakken kosten meer en gaan vaak ten koste van de scherpstelprecisie aan de randen. Stem het werkoppervlak af op de werkelijke afmetingen van uw onderdelen in plaats van te veel capaciteit aan te schaffen.

De scherptediepte bepaalt hoeveel verticale variatie de laser verdraagt ​​met behoud van de kwaliteit van de markering. Een geringe scherptediepte (1-2 mm) vereist vlakke oppervlakken. Een grote scherptediepte (10 mm en meer) maakt het mogelijk om gebogen of onregelmatige onderdelen te bewerken zonder dat de scherpstelling hoeft te worden aangepast.

De juiste markeringsbeslissing nemen

Lasermarkeringsmachines bieden permanente identificatie die bestand is tegen slijtage die met traditionele methoden niet te bereiken is. De technologie werkt. De markeringen blijven lang zichtbaar. De onderhoudslast is vrijwel nihil.

Je keuze hangt af van de materialen. Fiberlasermarkeermachines voor metalen . CO2-systemen voor kunststoffen en organische materialen. UV-lasermarkeermachines wanneer hitteschade moet worden voorkomen.

Stem de specificaties af op uw werkelijke productiebehoeften, niet op theoretische maxima. Een 30W fiberlaser die 150 onderdelen per uur markeert, presteert beter dan een 50W systeem dat de helft van de tijd stilstaat. Het werkgebied is alleen van belang als uw onderdelen het daadwerkelijk vullen. De scherptediepte wordt cruciaal bij het markeren van gebogen oppervlakken of gestapelde componenten.

Het verschil in aanschafkosten tussen de verschillende lasertypes wordt kleiner als je de totale eigendomskosten over vijf jaar berekent. Fiberlasers hebben geen verbruiksartikelen nodig. CO2-systemen vereisen gasvulling en spiegelvervanging. UV-lasers vereisen periodieke vervanging van de diodepomp.

Begin met het testen van uw daadwerkelijke onderdelen. De meeste leveranciers van lasermarkeringssystemen maken proefmarkeringen voordat u een definitieve keuze maakt. Zo ziet u precies hoe uw materialen reageren, welke instellingen het beste werken en of het systeem aan uw snelheidseisen voldoet.

Klaar om lasermarkering in actie te zien? Bekijk praktijkvoorbeelden en systeemmogelijkheden op   De website van LeadTech . Uw markeringsuitdagingen hebben oplossingen die al beproefd zijn voor fabrikanten die met dezelfde eisen te maken hebben.