Талшынды лазер, CO₂ және УК лазер: Қай маркирлеу құрылғысын таңдау керек?

Толқын ұзындығының сипаттамалары: Талшынды, CO₂ және УК лазерлер

Лазерлік технологияның негізгі принциптері: толқын ұзындығы мен материалдардың әрекеттесуі

УВ лазер маркерлеу жұмыс істеуі арасындағы қатынасқа байланысты толқын ұзындығы және материалдың жұту қасиеттеріне . Талшықты лазер (800-2200 нм толқын ұзындығы) болат, алюминий және титан қорытпалары сияқты металдарды белгілеуге үздік нәтиже көрсетеді, ал CO₂ лазерлері (10,6 мкм толқын ұзындығы) тербелістік энергияны тасымалдау арқылы ағаш, акрил және мата сияқты органикалық материалдарды өңдеуге бағытталған.

Материалдардың жауаптарындағы негізгі айырмашылықтар:

• Жылтыратылған металдар инцидентті лазерлік энергияның 60% дейін шағылдырады (NIST 2023).
• ABS сияқты термопластикалық материалдар УК лазерлік толқын ұзындығын (355 нм) инфрақызылмен салыстырғанда 30 есе тиімді жұтады.
• УК лазерлері медициналық силиконда жоғары дәлдікпен (5 мкм-ден төменгі ажырату) және жылу әсерінің аз болуымен ерекшеленеді.

Үш негізгі принцип:

1. Сіңіру тереңдігі – Ультракүлгін толқын ұзындықтары 0,1-10 мкм бет қабаттарында әсер етеді.
2. Фотондық энергия порогы – Көміртегі поликарбонат үшін 25 Вт·см−² қажет болса, талшынды лазерлермен нержелі болатты өңдеу үшін 450 Вт·см−² қажет.
3. Жылулық релаксация уақыты – Жұмсақ материалдарды бүлдірмеу үшін импульс ұзақтығы 20 нс төмен болуы керек.

Қазіргі жүйелерде толқын ұзындығын реттеуге болатын модульдер металдарды (1064 нм) және пластмассаларды (355 нм) белгілеу үшін қолданылады, бірақ арнайы лазерлер қуат тығыздығы жағынан үстем (арнайы талшынды лазерлер үшін 220 кВт·см−²).

Инфрақызыл талшынды лазерлер: Металдар үшін терең ену

1064нм толқын ұзындығындағы инфрақызыл талшын лазерлері жоғары дәлдікпен металлдарға бағытталған. Ұзақ толқын металдық торлардағы фотондардың жұтылуын тудырып, материалдың көлемінде өзгерістер енгізуге мүмкіндік береді. Бұл терең ену нәтижесінде басқа белгілеу процесстерінде болатын сызықтар сияқты емес, тұрақты белгіні қалыптастырады — бұл процессте металл қыздырылып, оның бетінде тотығу түстері пайда болады, бірақ металл өзіне әсер етпейді. Бұл процесстің нәтижесінде тозуға тұрақтылық қажетті болаттан, титаннан және алюминийден жасалған бөлшектердің өндірістік қолданыстарында қолданылады.

CO₂ лазерлері: органикалық заттар үшін тиімді 10,6 мкм толқын ұзындығы

CO₂ лазерлерінің 10,6 микрометрлік толқын ұзындығы органикалық материалдардағы молекулалық тербеліс жиіліктеріне дәл сәйкес келеді. Бұл резонансты жұтылу жарық энергиясын сублимация арқылы бақыланатын материал кетіру үшін жылуға тез айналдырады. Құрғақ ағаш, акрил, тері және құрама пластмассалар бұл инфрақызыл толқын ұзындығын шашырату әсерінсіз тиімді жұтады.

Ультракүлгін лазерлер: 355нм фотондық энергия арқылы суық белгілеу

Ультракүлгін лазерлер термиялық процесстерге қарағанда фотохимиялық реакцияларды бастау үшін жоғары энергетикалық 355нм фотондарын пайдаланады. Бұл "суық белгілеу" әдісі разрушительді жылу аймақтарын құрмай-ақ молекулалық байланыстарды ыдыратады. Жарылысқа сезімтал электроника және медициналық компоненттер зиян келтірмейтін сериялық нөмірлеу мен UDI кодтарынан пайдаланады.

Материалдардың үйлесімділігін талдау

Металдар мен қорытпалар: VCS технологиясы бар талшынды лазерлердің үстемдігі

Талшынды лазерлер металдың терең жұтуына сәйкес келетін жақын инфрақызыл толқын ұзындығын пайдаланады, сондықтан VCS (тік жарғыш бетінен шығаратын) жүйелер нержелі болат, алюминий және титан үшін идеалды болып табылады. 1064 нм жиілігі беттерді лазерлік түрде белгілеуге және үйкеліске және коррозияға тұрақты болатын тұрақты сериялық кодтар жасау үшін тез қыздырады.

Ағаш/Шыны/Пластмасса: CO₂ Лазердің көпшілдігі

CO₂ лазерлері басқа ұқсас органикалық заттарға қарағанда 10,6 мкм толқын ұзындығының жақсы жұтылуы арқасында үстемдік көрсетеді. Бұл толқын ұзындығы ағаш, акрил, шыны және полимерлердегі молекулалық байланыстарды оятады, соның арқасында күйдірмей-ақ жылдам гравировка жасауға болады. PVC, ABS және поликарбонат үшін баптауларды реттеу термиялық деформацияны болдырмауға және жәшіктің кодтары үшін FDA-ның оқи алатын кодтарын сақтауға көмектеседі.

Жоғары сезгіш электроника: Ультракүлгін лазердің микромаркировка дәлдігі

Ультракүлгін лазерлер жылуға тәуелсіз фотохимиялық реакциялар арқылы жұмыс істейді, олар кремний пластинкалары, баспа платалары немесе алтынмен капталған коннекторлар үшін маңызды. Олардың 355 нм фотондары жылу тудырмай-ақ атом байланыстарын үзеді және резисторлар мен микрочиптерде 25 мкм алфавиттік-сандық сериялық нөмірлер жасайды.

Салаларға тән Қолдану Салыстыруы

Автомобиль: Тұрақты бөлшек идентификациясы үшін талшынды лазерлер

Талшынды лазерлік жүйелер двигатель блоктарын, трансмиссия компоненттерін және көлік идентификациялық нөмірлерін (VIN) белгілеуде үздік көрсеткіш көрсетеді, онда тұрақты іздеу маңызды. Олардың жоғары жалпы қуаты мен инфрақызыл толқын ұзындықтары құрылымдық бүтіндікті бұзбай-ақ металдың бетіне өтпелі қабат жасайды.

Медициналық: UDI-сәйкес құрылғы белгілеу үшін УК лазерлер

Медициналық құрылғылар өндірушілері FDA-ның әмбебап құрылғы идентификациясы (UDI) талаптарын орындау үшін УК лазерлерге сүйенеді. 355 нм толқын ұзындығы жылу әсерінен аймақтар тудырмай-ақ хирургиялық аспаптар мен имплантаттарға микромасштабта Дата Матрикс кодтарын жасайды.

Электроника: PCB Серияландыру үшін УК Оптикалық Сәуле технологиясы

UV Optibeam технологиясы басылған электрондық схемалар (PCB) мен жартылай өткізгіш компоненттерді белгілеуде микрон деңгейінде дәлдікке қол жеткізеді. Фотохимиялық абляция процесі қоршаған электроникаға термиялық зақым келтірмей-ақ кремний пластиналарына сканерлеуге болатын QR кодтарын әкеліп түсіреді.

Шеберлер: Органикалық материалдарды гравировкалау үшін CO₂ лазерлері

CO₂ лазерлері табиғи ортаны байланыссыз өңдеуді қамтамасыз ететін шеберлік қолдануларын басымдық танытады. Ағаш өңдеушілер мен дизайнерлер ағаш, тері және акрил құрамындағы целлюлозаны 0,1 мм-ден төмен бақыланатын тереңдіктерде буландыру үшін 10,6 мкм толқын ұзындығын пайдаланады.

Термиялық әсер мен белгілеу сапасының талдауы

Түйіршіктеу мен абляция: Жылу әсерінен зақымданған аймақтарды салыстыру

Металдарды түйіршіктеу мен абляциялық белгілеу әдістері материалдың қасиеттерін өзгертетін маңызды термиялық кернеулер туғызады. Металды түйіршіктеу кезінде лазерлер бетін 750–1100°C-қа дейін қыздырып, бақыланатын термиялық кеңею арқылы тотығу реакциясын тудырады. Абляциялық әдістер пластмасса сияқты органикалық материалдарды буландырса, жиі күйген шеттер мен ішкі кернеу концентрацияларын қалдырады.

Ультракүлгін күйге келтіру: материалдың бүтіндігін сақтау

Жылу процесстеріне қарсы келетін УК лазерлер фотожұмыс істеу реакциялары арқылы жұмыс істейді және жылуды тасымалдауды толық болдырмауға болады. 355 нм толқын ұзындығы материалдың температурасын маңызды түрде көтере алмайтын молекулалық байланыстарды үзу үшін жеткілікті 3,5 эВ фотондық энергияны қамтамасыз етеді.

Құқықтық сәйкестік талаптары

Медициналық құрылғылардың UDI стандарттары: УК лазердің қажеттілігі

УК лазерлері стерильді орау материалдарын немесе биологиялық үйлесімді беттерді бұзбай UDI-ге сәйкес келетін белгілеуді жүзеге асырады. Олардың суық белгілеу мүмкіндігі құралдардың тұрақты жоғары контрасты кодтарын қамтамасыз етеді, ал FDA 21 CFR бөлімі 11 талаптарын бұзуы мүмкін материалдық деградацияны болдырмауға көмектеседі.

Авиациялық іздестіру: талшынды лазердің тереңдігін басқару

Талшынды лазерлер тікелей бөлшек белгілеуінде (DPM) дәл тереңдікті реттеу арқылы әуе әуежайының AS9100 стандарттарына сай келеді. Олардың реттелетін толқын ұзындығы турбина жапырақтарында, шасси және құрылымдық қорытпаларда 0,001-0,5 мм тереңдікпен тот басу белгілерін шығарады.

Таңдау нұсқаулығы: лазерді сіздің сұраныстарыңызға сәйкестендіру

Идеалды лазерлік жүйе материалдың қасиеттеріне сәйкес келетін толқын ұзындығының сипаттамаларына сәйкес келуі тиіс. Металл белгілеу үшін ең тиімді нұсқа – талшықты лазерлер, әсіресе терең, өшірілмейтін таңбаларды қажет ететін әуе қозғалтқыш бөлшектерін іздестіру үшін. CO₂ жүйелері термиялық булану таза гравировка алу үшін ағаш немесе шыны сияқты органикалық заттармен өте жақсы нәтиже береді. Суық белгілеу мен ұсақ белгілеу үшін УК лазерлері (UDA белгілеуін қамтиды); субстратқа зиян келтірмей, UDI-сәйкес медициналық құрылғылар немесе сезгіш электроникалық құрылғылар үшін 20 мкм төмен суық микробелгілеу.

Үш негізгі өлшемді бағалаңыз: материалдың жұту спектрі, FDA 21 CFR Part 11 сияқты реттеу талаптары және өндіріс көлемдері. Деформацияны болдырмау үшін белгілеу тереңдігінің техникалық шарттарына қысым төзімділігін салыстырыңыз.

СЖ

Талшықты, CO₂ және УК лазерлерінің арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай?

Талшынды лазерлер 1064 нм-де жұмыс істейді және металдарды белгілеу үшін қолайлы, ал CO₂ лазерлері 10,6 мкм-де ағаш пен акрил сияқты органикалық материалдар үшін ең жақсы таңдау болып табылады. Ультракүлгін лазерлер жылу тудырмай ұсақ материалдарды белгілеу үшін 355 нм фотондарын қолданады.

Органикалық материалдарды белгілеу үшін қай лазер жақсы?

CO₂ лазерлері өзінің 10,6 мкм толқын ұзындығы арқасында ағаш, акрил мен тері сияқты органикалық материалдарды гравировкалау үшін тиімді.

Ультракүлгін лазерлер медициналық және электрондық компоненттер үшін қолданыла ма?

Иә, ультракүлгін лазерлердің белгілеуі сезімтал электроника мен медициналық компоненттер үшін жылы белгілеу мүмкіндіктеріне ие болғандықтан тиімді.