Laserové značení a gravírování
Gravírování a značení (také laserové značkování, laserové popisování, laserový marking) jsou v podstatě synonyma: v obou případech jde o vypalování rastrů, ploch, linek či písma do povrchu opracovávaného materiálu. Značit lze širokou škálu kovových i nekovových materiálů.
Využití laserového značení a gravírování:
- označování kusů – vypalování sériových čísel, značek, popisků, log
- gravírování reklamních předmětů – propisek, svítilen, přívěšků na klíče
- gravírování džínoviny – laser z džínoviny odstraní barvu a vytvoří tak světlý obrázek
- značení eloxovaného hliníku – laser odpaří vrstvičku oxidu a vznikne tak značka v barvě podkladového kovu
- výroba razítek
- výroba štítků a cedulek – kovové plakety, dřevěné cedulky, plastové jmenovky
- značení plastových karet – loga, jména, čísla, čárkové kódy
Jaké jsou výhody laserového značení?
- velmi rychlá metoda
- vysoká přesnost (v řádech µm)
- stálost popisu (vysoká trvanlivost)
- minimum pevného odpadu (materiál sublimuje)
- možnost gravírování v odstínech šedi
- možnost hlubokého gravírování
- velmi malá šířka stopy
- u kovů v režimu kalení nevzniká prakticky žádný odpad
- minimální tepelné namáhání materiálu
- jednoduchá integrace do výrobní linky
- bezkontaktní metoda
- gravírování „on the fly“
Kovové materiály
Pro značení laserem jsou vhodné prakticky všechny kovy.
- železo
- ocel
- měď
- hliník
- lakované materiály
- bronz
- mosaz
- zlato
- stříbro
- platina
Jaké druhy laserů se používají?
- Nd:YVO4 – vláknový laser (fiber laser) – velmi oblíbený druh laseru pro značení kovů, kvůli vysoké životnosti a prakticky žádné údržbě. Vlnová délka okolo 1064 nm zaručuje malou šířku stopy. Vláknový laser se používá pro značení od výkonu 5 W do cca 200 W. Vláknové lasery mohou mít v sobě integrován tzv. naváděcí pilot laser (nejčastěji červené barvy) = náhled úlohy i samotný gravír jsou na stejné pozici. Vysoká účinnost je také nepřekonanou doménou tohoto typu laseru (až 50%). Malé rozměry, chlazení vzduchem a jednoduchá integrace jsou také výhodou vláknového laseru. Nevýhodou jsou vyšší pořizovací náklady.
- Nd:YAG – stále používaný a oblíbený typ laseru pro značící laserové stroje. Vlnová délka 1064 nm (stejné výhody jako u vláknového laseru). Používá se v rozsahu výkonů 5 až 50 W. Nevýhodou jsou vyšší nároky na údržbu (naladění rezonátoru, naladění naváděcího laseru, občasná výměna optických prvků, pravidelná výměna lamp u lampami buzených rezonátorů). Velmi často je nutné chlazení vodou – další údržba, nízká účinnost. U levných systémů je problém nízká kvalita svazku – větší šířka stopy. Výhodou Nd:YAG laserů je vysoká energie v pulzu při Q-switch spínání.
- CO2 laser – Používá se spíše méně pro kovové materiály. Je nutný vysoký výkon oproti laserům s kratšími vlnovými délkami.
Jaké druhy strojů se používají?
- Systémy s rozmítací hlavou (Galvo-systémy) – vysoká rychlost, vysoká přesnost, minimální údržba, vysoká životnost. Možnost více pracovních ploch (výměnou objektivu, nebo použitím dynamického expandéru).
- Plotry – pouze pro gravírování se prakticky nepoužívají. Využívají se proto, že řezacím laserem je možné i gravírovat.
Ukázka značení eloxovaného hliníku:
Nekovové materiály
Jaké materiály je možné zpracovávat?
- PMMA
- ABS
- acetáty
- plexisklo
- slídový papír
- dřevo
- překližka
- kůže
- papír
- textilie
- lepenka
- sklo, mramor
- PVC (při použití vhodné filtrace)
- koženka
- plsť
- flís
Jaké druhy laserů se používají?
CO2 laser – pro široké použití jsou využívány lasery o výkonech od 30 W do 150 W (nad 150 W se více používají pro výsek/řezání). Laser má vysoký poměr rychlosti, kontrastu a kvality gravírování. Nízké náklady na spotřební materiál (u strojů kvalitních výrobců je nutné pouze čištění stroje a optiky v intervalu 6 – 12 měsíců). Životnost kvalitní CO2 laserové trubice je minimálně 10 000 hodin (běžně trubice vydrží až 20 000 hodin). Šířka stopy je v řádech desítek až stovek mikrometrů.
DPSS laser – vlnová délka 532 nm (zelená barva). Vysoce kontrastní značení pro PVC, ale i jiné plasty. Využívá se ve výkonech v jednotkách W (důvodem je vysoká cena při vyšších výkonech – nad 10 W). Až 20× menší stopa, než u CO2 laseru.
Jaké druhy strojů se používají?
Plotry – výroba razítek, vhodné pro velké gravírované plochy. Výhodou je vždy kolmý dopad paprsku na materiál.
Systémy s rozmítací hlavou (Galvo-systémy) – vysoká rychlost, vysoká přesnost, minimální údržba, vysoká životnost. Možnost více pracovních ploch (výměnou objektivu, nebo použitím dynamického expandéru).
Řezání a gravírování dřeva:
Test gravírování a řezání loga do kůže – hovězí hlazenice: