การมาร์กด้วยเลเซอร์บนพลาสติก: สุดยอดคู่มือทางวิศวกรรมสำหรับ ABS, PP และ PC
การทําเครื่องหมายด้วยเลเซอร์บนโลหะค่อนข้างมีความเมตตา ภูมิภาคของฟิสิกส์ถูกเข้าใจดี และพื้นฐานมีความแข็งแกร่ง แต่พลาสติกเป็นความท้าทายที่แตกต่างออกไปเลเซอร์เดียวกันที่ทําการตราสแตนเลสได้สะอาด สามารถละลายสีของพอลิเมอร์ที่อยู่ข้างๆมันบนเบนจานทํางาน
สําหรับผู้ผลิตที่พึ่งพาการทําเครื่องหมายเลเซอร์เพื่อการติดตามรอยของชิ้นส่วน การจัดอันดับ UL, โลโก้แบรนด์ หรือรหัสวันที่บนชิ้นส่วนพลาสติกการเข้าใจว่าพอลิมเลอร์แต่ละตัวตอบสนองต่อพลังงานเลเซอร์อย่างไร ไม่ได้เป็นเรื่องเลือก, สัญลักษณ์ความแตกต่างสูงและชุดการผลิตที่ถูกปฏิเสธ
คู่มือที่ครบถ้วนนี้ครอบคลุมพลาสติกวิศวกรรมที่ทั่วไปที่สุด วิธีการปฏิสัมพันธ์กับแหล่งเลเซอร์ที่แตกต่างกัน และวิธีการปรับปรุงกระบวนการการตราของคุณ
เหตุ ผล ที่ พลาสติก ตอบ ตอบ ต่าง กัน กับ พลังงาน เลเซอร์
การทําเครื่องหมายด้วยเลเซอร์บนพอลิมเลอร์ทํางานผ่านหนึ่งในสามกลไกทางกายภาพและเคมีหลัก:
-
การฟอง / การคาร์บอน:เลเซอร์ทําความร้อนโพลิเมอร์ในท้องถิ่น สร้างเครื่องหมายความแตกต่างเบาหรือมืด โดยเปลี่ยนเคมีผิวหรือโครงสร้างคริสตัล โดยไม่ต้องกําจัดวัสดุ
-
การถอน:เลเซอร์ระเหยหรือกําจัดชั้นบางจากพื้นผิวเพื่อเปิดเผยความแตกต่างที่อยู่เบื้องหลัง (มักจะใช้บนพลาสติกสีหรือหลายชั้น)
-
สี / การเปิด:พลังงานเลเซอร์ใช้สารเสริมพิเศษที่มีความรู้สึกต่อแสง หรือสารสีที่ติดอยู่ในเมทริกซ์พลาสติก เพื่อทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสีที่ชัดเจน
อุปกรณ์ที่ก้าวหน้าขึ้นอยู่กับสารเคมีพอลิเมอร์,สารสีและสารเติม(ตัวอย่างเช่น คาร์บอนแบล็คซึมซับได้อย่างกว้างขวาง; ธ อร์สีขาวหรือใสสะท้อนพลังงาน 1064 nm)ความยาวคลื่นเลเซอร์และเครื่องของคุณปริมาตรพลังงานและความเร็ว.
การเลือกชนิดเลเซอร์โดยพอลิมเมอร์
| โพลีเมอร์ | ไฟเบอร์เลเซอร์ (1064 nm) | เลเซอร์ CO2 (10,600 nm) | เลเซอร์ UV (355 nm) |
| ABS | ดี(มีสีเข้ม) | ไม่แนะนํา (ผงเหลือง / หมึก) | ดีมาก(ทุกสี) |
| โพลิการ์บอเนต (PC) | กลาง | ไม่แนะนํา | ดีมาก |
| โพลีโปรไพเลน (PP) | ต่ํา ถึง ปานกลาง | ไม่ดี (ยากที่จะระบุให้ชัดเจน) | ดี |
| โพลีเอธิลีน (PE) | คนจน | คนจน | กลาง |
| ไนลอน (PA / Polyamide) | ดี(เกรดมืด) | กลาง | ดีมาก |
| POM (Acetal / Delrin) | ดี | กลาง | ดีมาก |
| PEEK | ดี | กลาง | ดีมาก |
| PVC | ไม่แนะนํา (ปล่อยก๊าซคลอรีนพิษ) | ไม่แนะนํา | ไม่แนะนํา |
| PMMA (อะคริลิก) | ไม่แนะนํา | ดี(การฉลากสะอาด) | ดี |
หมายเหตุความปลอดภัยที่สําคัญสําหรับ PVC:การแปรรูปพอลิวินิลเคลอไรด์ (PVC) ด้วยเลเซอร์ สร้างก๊าซคลอรีนอันตรายและกรดไฮโดรคลอริก ซึ่งทําให้แสงสว่างเสียหายและทําร้ายผู้ใช้งานเครื่องล้างอากาศพิเศษ และโดยทั่วไปถูกยกเว้นจากกระบวนการทํางานการทําเครื่องหมายเลเซอร์อุตสาหกรรมมาตรฐาน.
คู่มือวิศวกรรมวัสดุแต่ละวัสดุ
1. ABS (acrylonitrile butadiene styrene)
ABS เป็นพอลิมเลอร์ที่น่าเชื่อถือที่สุดสําหรับการแปรรูปเลเซอร์ แต่พฤติกรรมของมันเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็ว
-
ABS สีดําการตราให้สะอาดด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์มาตรฐาน โดยใช้กลไกฟอง / การคาร์บอเนชั่น ส่งผลให้มีลักษณะแตกต่างที่คมชัดและมีสีสันเบา
-
ABS สีอ่อน:ต้องการการควบคุมการดูดซึมที่สูงกว่า; โดยไม่มีมัน, รอยรอยจะดูเบา.
-
ABS ที่เคลือบ / สี:การถอดผิวเคลือบจะถอดชั้นสีด้านบนเพื่อเปิดเผยว่ามีธาตุสับสนที่ใช้ในปุ่มรถยนต์และอุปกรณ์ไฟหลัง
2. โพลิการ์บอเนต (PC)
โพลิการ์บอเนตถูกใช้อย่างมากในอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์รักษาความปลอดภัย และอุปกรณ์การแพทย์ที่ต้องการการติดตาม UDI (Unic Device Identification) อย่างเคร่งครัด
-
ไฟเบอร์เลเซอร์ผลิตเครื่องหมายสีดําและคาร์บอนบน PC ที่เป็นธรรมชาติ (ใส)
-
เลเซอร์ยูวีถูกเลือกเมื่อความสม่ําเสมอที่มีความแตกต่างสูงเป็นความบังคับในการจัดทําที่มีสีหรือมีสีแดงมาก
-
ระวัง:พีซีมีความรู้สึกต่อความร้อน พลังงานที่เกินจะทําให้รอยเป็นสีเหลืองใช้ความเร็วสูงและการตั้งค่าพลังงานต่ํากว่า (การผ่านหลายครั้ง หากจําเป็น) เพื่อลดโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนให้น้อยที่สุด (HAZ).
3. โพลีโปรไพเลน (PP)
PP เป็นที่รู้จักกันดีว่ายากที่จะติดป้ายอย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากพลังงานพื้นผิวที่ต่ําและโครงสร้างครึ่งคริสตัล
-
เลเซอร์ไฟเบอร์และ CO2 ที่เป็นมาตรฐานมักจะผลิตผลที่อ่อนแอและมีความแตกต่างต่ําบน PP ที่เป็นธรรมชาติหรือไม่มีสี
-
เลเซอร์ UV ให้ผลดีที่สุด แต่ความแตกต่างของวัสดุยังคงต้องการการทดสอบก่อนอย่างเข้มงวด
-
คําแนะนําการออกแบบ:กําหนดคุณภาพของ masterbatch PP ที่สามารถทําเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ได้จากผู้จําหน่ายสับสนของท่าน หากการติดตามตามอย่างต่อเนื่องเป็นข้อบังคับ หากไม่เช่นนั้น พิจารณาวิธีการรหัสอื่นสําหรับบรรจุ PP จํานวนมาก
4ไนลอน (PA / Polyamide)
ไนลอน 6 และไนลอน 66 ตอบสนองกับเลเซอร์ไฟเบอร์ได้อย่างดี โดยสร้างรอยคาร์บอนสีน้ําตาลเข้มเป็นสีดํา ที่มีความแตกต่างสูง
-
ค่าไนลอนที่เสริมด้วยใยแก้ว มีพฤติกรรมที่แตกต่างจากพยาธิที่ไม่เต็ม และต้องการการปรับปรุงปริมาตรต่าง ๆ
-
คําแนะนําการดําเนินงานสําคัญไนลอนเป็นไฮกรอสโกปิก (ดูดซึมความชื้น) การเปลี่ยนแปลงของความชื้นตามฤดูกาลสามารถเปลี่ยนแปลงความแตกต่างของเครื่องหมาย; รับรองว่าชิ้นส่วนถูกปรับปรุงหรือแห้งก่อนการผลิต
5. POM (โพลิโอ็กซิเมธีลีน / เอเซทัล / เดลริน)
POM มีปฏิกิริยาดีต่อไฟเบอร์และเลเซอร์ยูวี กระบวนการนี้ทําให้เกิดผลที่มืดสะอาดการรักษาความอนุญาตขนาดที่เข้มงวดบนองค์ประกอบเครื่องกลแม่นยํา เช่น เกียร์, คัม, และเลเยอร์
ปัญหา ลายเซอร์ พลาสติก ที่ บ่อย และ วิธี แก้ไข
| ความบกพร่อง / ประเด็น | สาเหตุ ที่ ส่ง ผล | การแก้ไข |
| สัญลักษณ์ที่อ่อนแอหรือมองไม่เห็น | ความหนาแน่นของพลังงานที่ไม่เพียงพอ หรือความยาวคลื่นเลเซอร์ที่ผิดสําหรับพอลิมเมอร์ | เพิ่มพลังงานออก; เปลี่ยนไปใช้ความยาวคลื่นที่สั้นกว่า (เช่นเลเซอร์ UV) สําหรับพลาสติกที่ดูดซึมน้อย |
| การละลาย, การบิดเบือน, หรือการบด | พลังงานเลเซอร์สูงเกินไป หรือความเร็วสแกนช้าเกินไป | ลดพลังงานเลเซอร์ เพิ่มความเร็วการสแกน ลดระยะเวลาการกระแทกเพื่อจํากัดการสะสมความร้อน |
| สีเหลืองหรือสั่นบน PC | การทําลายความร้อนของเมทริกซ์พอลิเมอร์ | ลดพลังงานสูงเพิ่มความเร็วการสแกน และใช้การผ่านพลังงานต่ําหลายครั้ง |
| ความลึก / ความแตกต่างของเครื่องหมายที่ไม่ตรงกัน | ความแตกต่างจากชุดหนึ่งไปยังชุดหนึ่งในสารเสริมพยาธิ, สารสี, หรือความชื้น | การมาตรฐานการแห้งก่อนของวัสดุ การดําเนินการทดสอบการตรวจสอบกับวัสดุสดุใหม่ทุกชุด |
| การอ่านบาร์โค้ดที่ไม่ดี | ความแตกต่างผิวหรือความละเอียดที่ไม่เพียงพอ | ปรับปรุงความถี่และระยะระหว่างเส้นเพื่อความแตกต่างสูงขึ้น; ตรวจสอบเครื่องหมายด้วยเครื่องอ่านสายตาที่อุทิศ |
| ขอบที่เผาไหม้ | ความถี่การซ้ําที่ต่ําเกินไป หรือระยะระหว่างเส้นที่หนาเกินไป | เพิ่มความถี่ของกระแทก; ปรับระยะห่างหุ้ม เพื่อหลีกเลี่ยงการกระแทกความร้อนที่ซ้อนกัน |
FAQ
คําถาม: ผมใช้เลเซอร์ไฟเบอร์มาตรฐานได้ไหม เพื่อตราพลาสติกทุกชนิด?
ตอบ: ไม่ ไฟเบอร์เลเซอร์ (1064 nm) ดีกว่าพลาสติกที่มีสีเข้ม หรือพลาสติกที่มีสารเสริม เช่น ABS สีดํา ไนลอน และ POMหรือพอลิมเลอร์ที่ไม่มีสี (เช่น PP และ PE มาตรฐาน) ส่งหรือสะท้อนพลังงาน 1064 nm, ทําให้เลเซอร์ UV (355 nm) จําเป็นสําหรับผลที่น่าเชื่อถือและมีความแตกต่างสูง
ถาม: การทําเครื่องหมายเลเซอร์บนพลาสติก ตอบสนองมาตรฐานการปฏิบัติตามและการติดตามได้หรือไม่ (เช่น UDI, รถยนต์)?
ตอบ: ครับ การทําเครื่องหมายเลเซอร์เป็นแบบถาวร ไม่ใช้สารเคมี และไม่อาจถูกขัดขวาง ได้อย่างชัดเจน ซึ่งตรงกับกฎหมายสําคัญและสแกนเกรดการตรวจสอบสําหรับการจัดทําพอลิมเมอร์เฉพาะของคุณ.
ถาม: การทําเครื่องหมายเลเซอร์บนพลาสติกปลอดภัยสําหรับการใช้งานทางการแพทย์และการติดต่อกับอาหารหรือไม่
A: การทําเครื่องหมายด้วยเลเซอร์เปลี่ยนแปลงพื้นผิวพอลิมเลอร์ทางกายภาพและทางเคมี โดยไม่ต้องเพิ่มหมึกหรือสารละลายภายนอก ทําให้มันเข้ากันได้อย่างดีกับสภาพแวดล้อมที่ควบคุมความสอดคล้องในที่สุดขึ้นอยู่กับสถานะการกํากับของพยาธิพื้นฐาน (eกําหนดวิธีการรับรองการใช้งานของอาหาร
การ เลือก ระบบ เลเซอร์ ที่ เหมาะสม สําหรับ ส่วนประกอบ พลาสติก ของ คุณ
การเลือกเทคโนโลยีเลเซอร์ที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับพอลิมเมอร์เรซิน สเปคเตอร์สี ความแตกต่างที่ต้องการ ความผ่านของสาย และมาตรฐานการติดตามขณะที่เลเซอร์ UV ให้ความสอดคล้องที่กว้างขวางที่สุด ระหว่างครอบครัวพอลิเมอร์ที่ยากลําบาก, ไฟเบอร์เลเซอร์ให้ประหยัดการดําเนินงานที่ไม่แพ้เมื่อความเหมาะสมของวัสดุได้รับการยืนยัน
การประเมินเครื่องหมายเลเซอร์ สําหรับชิ้นพลาสติกใหม่?
ติดต่อทีมงานวิศวกรรมการใช้งานของเราด้วยคุณภาพพอลิเมอร์เฉพาะเจาะจง ของคุณเราทําการทดสอบตัวอย่างที่ครบถ้วนบนส่วนประกอบจริงของคุณ เพื่อกําหนดการตรวจสอบ, ปริมาตรพร้อมการผลิต ก่อนที่คุณจะยึดถืออุปกรณ์ใด ๆ
[ขอตัวอย่างทดสอบฟรี]ส่งอะไหล่พลาสติกหรือแผ่นพลาสติกของคุณมาหาเรา วิศวกรของเราจะทดลองเลเซอร์ในความยาวคลื่นหลายอัน และให้รายงานความเป็นไปได้รายละเอียดและแผ่นพาราเมตร
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา