УФ-лазерная маркировка стала важной технологией для производителей, которым требуется чрезвычайно тонкая, стойкая маркировка на пластике, стекле, электронных компонентах, медицинской продукции, упаковке и других термочувствительных материалах.
Работая на длине волны около 355 нм, УФ-лазеры взаимодействуют с материалами иначе, чем обычные волоконные лазеры с длиной волны 1064 нм или CO2-лазеры с длиной волны 10,6 мкм. Их более короткая длина волны обеспечивает высокую энергию фотонов, сильное поглощение многими материалами и небольшое сфокусированное пятно, что позволяет производителям создавать мелкие метки, одновременно уменьшая зону термического воздействия.
Эти характеристики делают УФ-технологию особенно ценной, когда обычная лазерная маркировка приводит к чрезмерному плавлению, выгоранию, деформации, обесцвечиванию или повреждению вокруг области маркировки.
Однако УФ-лазер не является автоматически лучшим лазером для каждого применения. При выборе важно понимать как ее преимущества, так и ограничения. машины для лазерной маркировки .
Что такое УФ-лазерная маркировка?
УФ-лазерная маркировка использует ультрафиолетовый лазерный свет, обычно около 355 нм, для создания постоянного текста, серийных номеров, QR-кодов, штрих-кодов, логотипов, графики и информации об отслеживании на поверхности материала.
По сравнению с технологиями инфракрасного лазера, более короткая длина волны УФ-излучения эффективно поглощается многими полимерами, стеклянными изделиями, керамикой, покрытиями и чувствительными материалами.
Это часто обеспечивает эффект фотохимической или фотолитической обработки, обычно называемый холодной маркировкой..
Холодная маркировка не означает, что совсем не выделяется тепло. Вместо этого, по сравнению со многими традиционными термолазерными процессами, УФ-маркировка может значительно снизить теплопередачу и минимизировать окружающую зону термического воздействия.
Более подробное объяснение самой технологии можно найти в руководстве HBS о том, что такое машина для УФ-лазерной маркировки..
1. Высокая точность и точная маркировка.
Одним из наиболее важных преимуществ УФ-лазерной маркировки является ее способность создавать очень мелкие детали.
Поскольку длина волны 355 нм намного короче длины волны типичного волоконного лазера, УФ-системы могут обеспечить небольшое сфокусированное пятно. Это особенно полезно, когда область маркировки ограничена или когда очень маленькие символы и коды должны оставаться читаемыми.
Типичные приложения для точной маркировки включают микротекст, небольшие QR-коды, коды Data Matrix, серийные номера, идентификацию электронных компонентов, мелкие логотипы, информацию о отслеживании продукта и графику высокой плотности.
Такой уровень детализации делает УФ-лазерную маркировку особенно привлекательной в электронике, медицинском производстве, прецизионных инструментах, упаковке и других отраслях, где размер самой маркировки может составлять всего несколько миллиметров.
Машина для УФ-лазерной маркировки стекла и деликатных материалов компании HBS разработана специально для применений, требующих точной маркировки и снижения термического воздействия.
2. Уменьшенная зона термического влияния
Еще одним важным преимуществом УФ-лазеров является их способность обрабатывать многие материалы с меньшим термическим воздействием, чем традиционные инфракрасные лазерные системы.
Многие пластмассы, тонкие пленки, изделия из стекла, покрытия и электронные компоненты чувствительны к нагреву.
Чрезмерное тепловое воздействие может вызвать такие проблемы, как плавление, деформирование, растрескивание, подгорание краев, изменение цвета, пузырение или деформация.
Энергия УФ-лазера может сильно взаимодействовать с материалом на поверхности, уменьшая количество тепла, которое должно распространяться по окружающей области.
Вот почему УФ-маркировку обычно называют процессом холодной маркировки.
Однако производителям следует избегать интерпретации «холодной маркировки» как «нулевого нагрева».
Фактический тепловой эффект зависит от мощности лазера, характеристик импульса, скорости маркировки, частоты, положения фокуса, состава материала и количества проходов.
Надлежащее тестирование параметров остается важным.
3. Отличная производительность при работе с термочувствительными пластиками.
Маркировка пластика является одной из самых мощных областей применения УФ-лазерной технологии.
Различные полимеры по-разному реагируют на длину волны лазера. Некоторые пластмассы плавятся, горят, чрезмерно пенятся или дают плохой контраст при маркировке обычным волоконным или CO2-лазером.
УФ-лазеры могут обеспечить лучший контроль над многими чувствительными пластиками из-за сильного поглощения и снижения тепловложения, связанных с более короткой длиной волны.
В зависимости от состава полимера УФ-лазерная маркировка может обеспечить высококонтрастную идентификацию, одновременно уменьшая деформацию поверхности.
Типичные области применения включают корпуса электроники, медицинские расходные материалы, кабели и разъемы, пластиковую упаковку, переключатели, кнопки, автомобильные пластиковые компоненты, бытовую электронику, косметическую упаковку и детали для идентификации продукции.
Важно отметить, что «пластик» — это не единый материал.
АБС, ПК, ПА, ПЭ, ПП, ПВХ, ПОМ, ПЭТ и другие полимеры содержат различные пигменты, наполнители и добавки. Два пластика с одинаковым названием материала могут по-разному реагировать на одни и те же параметры УФ-излучения.
По этой причине перед окончательным выбором машины следует провести фактические испытания образцов материала.
4. Качественная маркировка стекла и хрупких материалов.
Стекло — еще одно важное применение УФ-лазеров.
Традиционная термическая обработка может создать локальное напряжение в стекле, увеличивая риск растрескивания, сколов или нежелательных термических эффектов.
УФ-лазерная маркировка может обеспечить более тонкую обработку с меньшей зоной термического воздействия, что делает ее подходящей для многих стеклянных изделий, где важны точность и качество поверхности.
Потенциальные области применения включают фотоэлектрическое стекло, фармацевтическую упаковку, косметическую тару, лабораторную посуду, оптические изделия, электронное стекло, потребительские товары и маркировку для отслеживания.
Для производственных сред, ориентированных на хрупкие материалы, HBS предлагает специальную машину для лазерной УФ-маркировки стекла и прецизионных заготовок , которая поддерживает как прецизионную маркировку, так и применение на производственных линиях.
Результаты по-прежнему зависят от состава стекла, толщины, обработки поверхности и требуемого эффекта маркировки, поэтому настоятельно рекомендуется протестировать фактический производственный материал.
5. Широкая совместимость материалов.
Одной из причин, по которой УФ-лазерные системы привлекательны для производителей, является их способность обрабатывать множество различных категорий материалов.
Обычно они оцениваются для пластмасс, стекла, керамики, некоторых металлов, материалов с покрытиями, полупроводниковых материалов, электронных компонентов, тонких пленок, упаковочных материалов и композитных продуктов.
Однако широкую совместимость не следует путать с лучшим лазером для любого материала..
Например, если завод в основном выполняет высокоскоростную маркировку серийных номеров или глубокую гравировку на стали, алюминии или латуни, промышленная маркировочная машина с волоконным лазером с длиной волны 1064 нм часто будет более подходящим и экономичным решением.
Если основными материалами являются дерево, кожа, бумага или другие органические материалы, обычно в первую очередь следует оценить CO2-лазер.
УФ-технология обеспечивает наибольшую ценность, когда применение требует сочетания точности, небольшого размера пятна, высокого поглощения материала и контролируемого тепловложения.
УФ-лазерная маркировка по сравнению с волоконной или CO2-лазерной маркировкой
Выбор правильной длины волны лазера более важен, чем просто выбор аппарата с наибольшей мощностью.
| Особенность | Ультрафиолетовый лазер | Волокно лазер | CO2-лазер |
| Типичная длина волны | ~355 нм | ~1064 нм | ~10,6 мкм |
| Самое сильное приложение | Чувствительные и прецизионные материалы | Металлы и избранные пластмассы | Органические и многие неметаллические материалы. |
| Пластмассы | Отлично подходит для многих чувствительных пластиков. | Подходит для выбранных пластиков. | Подходит для выбранных пластиков. |
| Стекло | Очень хорошо подходит для прецизионных применений | Обычно ограничено | Обычно используется |
| Металлы | Может маркировать выбранные металлы | Отличный | Ограничено для голого металла |
| Древесина | Обычно не первый выбор | Не рекомендуется для большинства видов древесины. | Отличный |
| Зона термического влияния | Обычно маленький | Выше во многих приложениях | Зависит от материала |
| Мелкая детализация | Отличный | Отличный | Зависит от приложения |
| Глубокая гравировка по металлу. | Не основной выбор | Отличный | Обычно не подходит |
HBS предлагает оптоволоконные, MOPA, CO2 и УФ-технологии в своей линейке промышленных лазерных маркировочных машин, поэтому источник лазера можно выбирать в соответствии с фактической подложкой, а не пытаться использовать одну длину волны для каждого применения.
6. Высококонтрастная маркировка подходящих материалов.
УФ-лазеры могут создавать превосходный визуальный контраст на многих пластиках и материалах с покрытиями без использования чернил или этикеток.
В зависимости от состава материала, параметров лазера и свойств поверхности в результате процесса могут создаваться темные, светлые или иным образом визуально различающиеся метки.
Это особенно полезно для постоянной информации, такой как серийные номера, QR-коды, даты производства, коды партий и идентификаторы отслеживания.
Поскольку знак создается путем контролируемого взаимодействия с материалом, а не наносится в виде отдельной клейкой этикетки, он не может просто отклеиться.
Однако следует избегать утверждения о том, что каждая УФ-маркировка автоматически устойчива ко всем химикатам, температурам и истиранию.
Долговечность маркировки зависит от того, как она была изготовлена, подложки, глубины маркировки и условий эксплуатации продукта.
Для регулируемых или требовательных применений долговечность должна быть проверена с использованием фактических требований заказчика к испытаниям.
7. Никаких чернил или расходных материалов для химической маркировки.
УФ-лазерная маркировка обычно не требует чернил, красителей, печатных форм или химических травителей для создания маркировки.
Это может сократить повторяющиеся покупки расходных материалов и упростить производственную среду, где производители в настоящее время используют струйное кодирование.
В приложениях, связанных с переменными данными, цифровое лазерное управление также позволяет легко менять серийные номера, коды или производственную информацию без замены механической печатной формы.
Однако лазерную маркировку не следует описывать как «без отходов» или «без выбросов».
Обработка некоторых пластмасс, покрытий или других материалов может привести к образованию дыма, газов или мелких частиц.
Поэтому соответствующую систему удаления дыма и фильтрации следует рассматривать как часть производственной ячейки.
Точные требования к экстракции зависят от обрабатываемого материала.
8. Подходит для автоматизации и отслеживания.
Системы УФ-лазерной маркировки могут быть интегрированы в автоматизированные производственные линии.
Это особенно полезно в отраслях, где необходима уникальная идентификация и отслеживаемость каждого продукта.
Система лазерной маркировки потенциально может работать вместе с конвейерами, датчиками, ПЛК, камерами, базами данных, системами штрих-кодов и программным обеспечением для управления производством.
Приложения могут включать автоматическое создание серийного номера, маркировку QR-кода, маркировку Data Matrix, отслеживание партий, идентификацию продукта и отслеживание производственной линии.
Для производителей, обрабатывающих различные длины волн лазера или сложные поверхности, HBS также предлагает многоволновую систему 3D-лазерной маркировки с конфигурациями волокна, CO2 и УФ для более специализированных требований к маркировке.
Какие отрасли промышленности больше всего выигрывают от УФ-лазерной маркировки?
Производство электроники и полупроводников
Электронные компоненты часто маленькие, чувствительные и плотно упакованы.
УФ-лазерная маркировка позволяет создавать точные коды на корпусах электронных устройств, изделиях, связанных с печатными платами, разъемах, полупроводниковых компонентах и других прецизионных деталях, сводя при этом к минимуму тепловой эффект вокруг области маркировки.
Товары медицинского назначения и здравоохранения
УФ-технология может быть полезна для маркировки некоторых медицинских пластмасс, расходных материалов, упаковки и прецизионных изделий, где важны прозрачность и защита материала.
Если на продукцию распространяются медицинские нормы, производители все равно должны проверить окончательный процесс маркировки на соответствие конкретным нормативным требованиям, требованиям по биосовместимости, стерилизации и долговечности, применимым к этой продукции.
Использование только УФ-лазера не обеспечивает автоматического соответствия процесса маркировки нормативным требованиям.
Производство стекла
УФ-лазеры часто используются для стеклянных изделий, требующих логотипов, кодов, серийной информации или знаков отслеживания высокого разрешения.
Небольшая зона термического влияния может быть особенно ценна для тонких или хрупких заготовок.
Упаковка
УФ-лазеры могут создавать постоянную информацию о партии, QR-коды, производственные коды и брендинг на выбранных пластиковых, пленочных, стеклянных и упаковочных основах с покрытием.
Правильная система зависит от скорости производственной линии, носителя и требуемого контраста.
Автомобильные компоненты
УФ-лазерная маркировка может использоваться на некоторых пластиковых и электронных автомобильных компонентах, где обычная маркировка приводит к чрезмерному термическому воздействию.
Для металлических автомобильных компонентов лучшим выбором может быть волоконный лазер.
Прецизионные потребительские товары
Косметика, электроника, упаковка премиум-класса, оптическая продукция и другие дорогостоящие потребительские товары могут выиграть от прекрасного визуального качества, обеспечиваемого УФ-маркировкой.
Всегда ли УФ-лазерная маркировка лучше, чем маркировка волоконным лазером?
Нет.
Это один из самых важных моментов, который должны понимать покупатели.
УФ-лазер не является лучшей заменой любого волоконного лазера.
Эти две технологии решают разные проблемы обработки.
Волоконные лазеры, как правило, очень эффективны для промышленной маркировки металлов, глубокой гравировки, серийных номеров, штрих-кодов и высокоскоростного отслеживания на стали, алюминии, латуни и многих других металлах.
УФ-лазеры становятся особенно ценными, когда подложка очень чувствительна к нагреву, метка чрезвычайно мала или когда материал гораздо эффективнее поглощает энергию 355 нм.
Если производственными требованиями в первую очередь является обработка металла, покупателям следует сравнить УФ-технологию с промышленной волоконной лазерной маркировочной машиной, прежде чем принимать решение о покупке.
Каковы ограничения УФ-лазеров?
Хотя УФ-лазерная маркировка имеет большие преимущества, она также имеет ограничения.
УФ-лазерные источники, как правило, более специализированы и могут стоить дороже, чем обычные волоконные системы сопоставимого промышленного качества.
Многие УФ-системы также используют водяное охлаждение, что добавляет охладитель и дополнительные требования к техническому обслуживанию машины.
Обычно они не являются лучшим выбором для глубокой гравировки или агрессивного удаления материала на толстом металле.
Скорость производства также может значительно различаться.
УФ-лазеры могут быть быстрыми в правильном применении, но было бы неверно утверждать, что УФ-технология автоматически быстрее, чем любое волокно или система маркировки CO2.
Фактическое время цикла зависит от площади маркировки, размера содержимого, требуемого контраста, мощности лазера, частоты повторения, количества проходов, поглощения материала и конфигурации автоматизации.
По этой причине производителям следует сравнивать технологии, используя фактические производственные образцы и необходимое время цикла.
Как выбрать машину для УФ-лазерной маркировки
Первым вопросом не должно быть: «Сколько ватт мне нужно?»
Начните с приложения.
Определите точный материал, включая его сорт, цвет, покрытие и добавки. Определите, является ли требуемый результат темной меткой, светлой меткой, изменением поверхности, мелкой гравировкой, QR-кодом, логотипом или микросимволом.
Затем определите размер заготовки и необходимое поле для разметки.
Объем производства также важен. К машине, используемой для маркировки нескольких сотен прецизионных деталей в неделю, предъявляются иные требования, чем к линейной системе, обрабатывающей тысячи изделий за смену.
Производители также должны оценить охлаждение, конструкцию корпуса, вытяжку, интерфейс автоматизации, совместимость программного обеспечения, конфигурацию безопасности и послепродажную поддержку.
Перед покупкой запросите проверку маркировки с использованием фактического производственного материала.
Успешное испытание образца должно оценить не только внешний вид, но и контрастность, читаемость штрих-кода, качество кромки, тепловое воздействие, долговечность и время цикла.
Рекомендации по обслуживанию УФ-лазера
Машины для УФ-маркировки, как правило, представляют собой твердотельные системы без чернильных картриджей или механических маркировочных штифтов, но это не означает, что они не требуют обслуживания.
В зависимости от конструкции машины регулярные проверки могут включать очистку защитной линзы, проверку оптических компонентов, техническое обслуживание водоохладителя, проверку качества охлаждающей жидкости, очистку систем вентиляции, проверку вытяжных фильтров, а также проверку фокусировки и калибровки.
Правильное техническое обслуживание помогает поддерживать единообразие маркировки и защищает лазерный источник и оптическую систему.
Операторы должны всегда следовать графику технического обслуживания, указанному для фактической конфигурации машины.
Более подробные инструкции по эксплуатации оборудования см. в руководстве HBS по эксплуатации станка для лазерной маркировки..
Часто задаваемые вопросы
В чем основное преимущество УФ-лазера?
Основным преимуществом является сочетание короткой длины волны 355 нм, небольшого сфокусированного пятна и уменьшенного теплового воздействия, что делает УФ-лазеры особенно полезными для прецизионных и термочувствительных материалов.
Почему УФ-лазерная маркировка называется холодной маркировкой?
УФ-фотоны могут создавать фотохимические изменения на поверхности материала с меньшей зависимостью от объемного теплового нагрева, чем многие инфракрасные лазерные процессы. Это уменьшает зону термического влияния, хотя это не означает, что выделяется абсолютно нулевое тепло.
Какие материалы можно маркировать УФ-лазером?
УФ-лазеры могут обрабатывать многие пластмассы, стекло, керамику, материалы с покрытиями, электронные компоненты и некоторые металлы. Фактическая совместимость и качество маркировки зависят от состава материала и параметров процесса.
Является ли УФ лучше для пластика, чем волоконный лазер?
Иногда.
УФ-излучение часто лучше действует на пластики, чувствительные к нагреву или которые трудно маркировать с помощью волоконного лазера с длиной волны 1064 нм, но некоторые пластики очень хорошо реагируют на оптоволокно или технологию MOPA. Фактический полимер должен быть протестирован.
Может ли УФ-лазер маркировать металл?
Да, УФ-лазеры могут маркировать отдельные металлы, но для общей высокоскоростной промышленной маркировки металлов и более глубокой гравировки волоконный лазер обычно является первой технологией, которую следует оценить.
Может ли УФ-лазер маркировать стекло?
Да. Стекло является одной из важных областей применения УФ-лазерной маркировки, особенно когда требуется точная детализация и пониженное тепловое воздействие.
Требуются ли расходные материалы для УФ-лазерной маркировки?
Сам процесс маркировки обычно не требует чернил или химических маркировочных средств. Однако машина по-прежнему требует обычного технического обслуживания, а вытяжные фильтры, компоненты системы охлаждения или защитная оптика могут требовать периодического внимания.
Как долго работает машина УФ-лазерной маркировки?
Срок службы зависит от конструкции лазерного источника, условий эксплуатации, рабочего цикла, охлаждения, технического обслуживания и качества компонентов. Покупателям следует запросить указанный срок службы лазерного источника и гарантию на конкретную модель, а не полагаться на универсальный показатель срока службы.
Заключение
Ключевые преимущества УФ-лазерной маркировки — это не просто «точность» и «скорость».
Его реальная ценность заключается в сочетании длины волны 355 нм, сильного поглощения многими чувствительными материалами, небольшого сфокусированного пятна и уменьшенного теплового воздействия..
Эти характеристики делают УФ-лазерную маркировку особенно полезной для пластмасс, стекла, электроники, прецизионных компонентов, упаковки и других продуктов, где обычная термическая маркировка может нанести неприемлемый ущерб.
В то же время УФ-лазер не является идеальным лазером для любого применения.
Волоконные лазеры остаются высокоэффективными для металлов, тогда как CO2-лазеры, как правило, лучше подходят для обработки дерева, кожи и многих других органических материалов.
Поэтому правильный выбор должен основываться на материале, требуемом эффекте маркировки, скорости производства, площади маркировки и рабочей среде.
HBS предлагает решения для оптоволокна, MOPA, CO2 и УФ-излучения в своем портфолио машин для лазерной маркировки . Для применений, связанных с деликатным стеклом, пластиком или другими термочувствительными изделиями, вы также можете рассмотреть машину для УФ-лазерной маркировки HBS с холодной обработкой..
Прежде чем выбрать станок, отправьте HBS фактический материал, размеры заготовки, необходимое содержание маркировки и ожидаемый объем производства. Затем можно использовать выборочные испытания для определения подходящей длины волны, мощности лазера, поля маркировки и конфигурации машины.
