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: