Нанесение с помощью высокочастотного сфокусированного луча гравировки и маркировки на разные виды материалов сегодня является одним из наиболее популярных применений технологических лазеров. Удобный инструмент позволяет работать с кожей, деревом, стеклом, керамикой, пластиком и широким ассортиментом металлов. Для нанесения информации используются разные виды лазеров.

Области применения

Лазерную гравировку применяют для нанесения на отдельные детали и конечный продукт буквенно-цифровых обозначений:

• даты/времени;
• сроков годности;
• логотипов;
• серийных номеров;
• QR-кодов, штрих-кодов, 2D кодов.

Благодаря высокой скорости такая технология находит широкое применение на массовых производствах, она внедряется на конвейерных линиях – метод востребован практически во всех отраслях промышленности, включая:

• металлургическую;
• машиностроительную (информация наносится на узлы двигателя и весь двигатель, шестерни, подшипники, блоки электросистемы, узлы воздушной, топливной, гидравлической систем, валы, оси, колесные диски и пр.);
• приборостроительную (маркируются термометры, манометры, датчики, элементы оборудования);
• медицинскую;
• пищевую;
• горнодобывающую (маркируются турбинно-винтовые и винтовые двигатели, центраторы, буровые ключи, калибраторы и иные детали).

Преимущества лазерной технологии:

• отличное качество получаемой маркировки (гравировки);
• простота эксплуатации оборудования;
• высокая скорость нанесения символов, повторяемость;
• выраженный экономический эффект (низкие эксплуатационные расходы), в сравнении с другими методами;
• значительный ресурс работы;
• возможность производства деталей с маркировкой день/ночь;
• долговечность нанесенной информации – она не стирается, не выцветает, не теряет читаемости под воздействием агрессивных факторов окружающей среды;
• широкие возможности – работать можно со сложными поверхностями;
• отсутствие необходимости в специальной подготовке поверхностей;
• бесконтактность, локальность воздействия, точность позиционирования;
• простой процесс автоматизации и интеграции.

Механизм маркировки

Технология реализуется путем:

• поглощения (травления) – при изменении структуры обрабатываемого материала в поверхностном слое контрастная маркировка образуется без фактического повреждения поверхности (светоотражающие характеристики изменяются);
• испарения (абляции) – эффект сходен с механической гравировкой, в процессе которой в материале формируется углубление;
• изменения цвета или обесцвечивания пигмента (здесь также меняются светоотражающие характеристики);
• связывания – пигмент, нанесенный на поверхность, соединяется с поверхностью благодаря теплу лазера;
• контролируемого расплавления – термохимическая реакция применяется при необходимости длительного сохранения информации (после удаления основного материала он замещается тонким слоем расплава).

Способы нанесения информации

Применяется 2 основных способа маркировки:

• с применением масок – лазерное излучение проецируется через трафаретную маску, полученное изображение уменьшается с помощью оптической системы и переносится на поверхность (при импульсном излучении используется энергия импульса, достаточная для маркировки знака полностью);
• с перемещением зоны воздействия – с помощью системы зеркал излучение перемещается и поточечно образует на поверхности заданное изображение, управление осуществляется с помощью компьютера или ЧПУ.

Использование масок позволяет увеличить скорость нанесения информации – в течение 1 секунды может происходить несколько десятков маркировок (длительность импульса выражается в наносекундах). Минус заключается в том, что такой метод в основном подходит для производств, где наносится большое количество однотипных изображений – для каждой маркировки требуется отдельная маска, изготовление которой занимает определенное время. Кроме того, зона работы ограничена энергией импульса и диаметром пятна.

При использовании метода с перемещением системой зеркал рабочая зона увеличивается, наносимое изображение может изменяться – этому способствует программное обеспечение. Такой способ обеспечивает высокую гибкость работы, позволяя на разные детали наносить отличающиеся обозначения.

Тип лазера

Выбор типа лазера определяется такими факторами, как характеристики маркируемых материалов, требования к скорости, производительности, качеству нанесения. Чаще всего применяются лазеры:

• твердотельные (волоконные, Nd:YAG) – длина волны составляет 1064 нм;
• газовые излучающие – 10,6 мкм.

Газовые лазеры оптимальны для маркировки органических материалов, таких как кожа, бумага, пластмасса, дерево. В работе с металлами и сплавами обычно используют твердотельные системы (эффективность при работе с органическими материалами у них ниже, чем у газовых).

Стоимость газовых систем ниже, чем твердотельных, но последние все же более востребованы (на долю волоконных систем приходится 3/4 объема). Объясняется это безотказностью, стабильной работой, отличной скоростью, отсутствием необходимости в частом техническом обслуживании (ресурс работы превосходит 50 тыс. часов).

ТОП производителей лазерных систем, их продукция

Лазерные системы высокого качества производят:

• SIC-Marking;
• RUSMARK;

SIC Marking

Компания основана в 1986 году (Лион, Франция). Она имеет собственные конструкторские бюро, отделы модернизации/изобретений и послепродажного обслуживания. Под торговой маркой выпускаются системы с иттербиевым волоконным лазером, формирующим идеальный пучок при малом энергопотреблении. Компания предлагает системы:

• стационарные;
• интегрируемые.

Преимущества волоконного лазера от SIC Marking:

• отсутствие необходимости в дополнительном охлаждении (достаточно воздушного);
• невысокие расходы в процессе эксплуатации;
• компактные размеры;
• надежность;
• гарантия от производителя (2 года).

 Ресурс работы – 11 лет. Маркируются такие материалы, как:

• сталь с анодированием или без покрытия;
• сплавы алюминиевые, титановые;
• резина;
• пластмассы;
• цветные металлы (ограниченно).

Sic-marking xlbox (sicXLBOX-PC-20W)

SIC-Marking XLBOX-PC-20W – удобная в использовании лазерная станция, работать с которой может даже неопытный пользователь. Смотровое окно позволяет контролировать процесс – глаза оператора защищены специальным стеклом. К маркируемой детали обеспечивается доступ с 3 сторон.

Скорость маркировки высокая (выше ударно-точечного метода в 320 раз). Устройство подходит для промышленной маркировки. Расходные материалы не требуются. Срок службы без ремонта – от 10 лет. Оборудование встраивается в автоматические линии. Информация переносится в точечном и векторном виде.

Rusmark

Российский бренд Rusmark появился в 2015 году. Компания предлагает качественную продукцию по бюджетной цене.

FLMM-B01 20Вт

Маркиратор иттербиевый волоконный, исполнение настольное. Размер окна – 110*110мм. Гарантия составляет 24 месяца. Возможна комплектация:

• осью вращения, держателями;
• ПК с русскоязычным софтом.

В комплект входят стойка-штатив, сканирующая головка, рабочий стол, гальванометрический сканатор, волоконный лазер, другие необходимые комплектующие. Маркировке могут подвергаться такие материалы, как:

• стекло;
• резина;
• пластик;
• разные виды металлов;
• дерево;
• кожа;
• полимеры и гальванические материалы.

Speedy-400

Speedy-400 – обновленная в 2019 году версия лазерных систем универсальной конструкции. Скорость работы и прецизионная точность высокие. Оборудование используется для нанесения векторной и растровой маркировки (гравировки) на стекло, дерево, оргстекло, пластики, акрил, кожу, резину, картон, керамику, окрашенные металлические поверхности.

Технология лазерной гравировки и маркировки изделий приобретает все большую актуальность – она обеспечивает высокую скорость нанесения информации на разные типы материалов.