Лазерная маркировка - это метод нанесения изображения на какое-либо изделие с помощью высокочастотного сфокусированного лазерного луча. Как правило это изображение имеет некоторую глубину.
Основные методы лазерной маркировки
Гравирование (англ. Lase Engraving) Под действием лазерного луча материал полностью меняет физическую и химическую структуры, испаряясь. |
|
Травление (англ. Laser Etching / Melting, также используется термин: «вспенивание») Под действием лазерного луча материал меняет свою физическую структуру, механически деформируясь с изменением светоотражающих характеристик. |
|
Обесцвечивание или «отделка» (англ. Laser Coloration / Annealing) Под действием лазерного луча материал меняет только светоотражающие физические характеристики. |
|
Связывание (англ. Laser Bonding) Лазерное связывание представляет собой процесс, при котором красящий пигмент покрытия наносится на материал, а затем связываются (соединяются) с поверхностью теплом, генерируемым лазером. |
|
Покрытие/окраска и Маркировка (англ. Laser Coat & Mark) Этот процесс используется, когда недопустимо воздействие лазера на поверхность изделия. Вначале поверхность изделия окрашивается, а затем покрытие подвергается травлению лазерным лучом. |
|
Лазерная абляция (англ. Laser Ablation) Абляция - это процесс гравировки тонкого слоя, не превышающего толщину покрытия поверхности. Этот метод создает отличный контраст, не влияя на основной материал изделия. Обычно используется для маркировки анодированного алюминия, кнопок с подсветкой и окрашенной стали. |
|
Лазерная гравировка и расплавление (англ. Lase Engrave & Melt) Удаление основного материала изделия и покрытие поверхности тонким расплавом материала. Применяется для изделий, работающих в сложных условиях, где требуется долговечная маркировка. |
Компания SIC Marking производит лазерное маркировочное оборудование на основе компактного импульсного иттербиевого волоконного лазера.
Преимущества систем с иттербиевым волоконным лазером SIC Marking перед лазерами с диодной и ламповой накачкой:
- На выходе - идеальный лазерный пучок.
- Малое энергопотребление- питание от бытовой сети переменного тока.
- Для компонентов волоконного лазера достаточно воздушного охлаждения.
- Низкие эксплуатационные расходы - отсутствие сменных элементов и необходимости профилактических операций со стороны оператора.
- Небольшие размеры.
- Высокая надёжность.
- Гарантия – 20 000 часов работы (2 года).
- Среднее время (ресурс) работы лазера – до 100 000 часов (11 лет непрерывной работы).
SIC Marking производит две группы оборудования для лазерной маркировки:
Стационарные маркираторы
Эти маркираторы идеально подходят для маркировки изделий как малого размера, так и изделий, имеющих высоту до 370 мм.
Идеальны для нанесения двухмерного кода Data Matrix.
Опционально устанавливаемая ось вращения позволяет маркировать по окружности изделия массой до 5 кг.
- L-BOX, окно маркировки 100 х 100 мм с возможностью расширения до 170 х 170 мм. Размеры маркируемых деталей: макс.высота 235 мм, макс.длина 500 мм.
- XL-BOX, окно маркировки 100 х 100 мм или 170 х 170 мм. Размеры маркируемых деталей: макс.высота 370 мм, макс.длина 570 мм.
Интегрируемые маркираторы
Предназначены для интеграции в автоматизированные производственные или ремонтные линии (конвейеры) под управлением АСУТП.
- I103 L-G, окно маркировки 100x100 мм (опционально до 210 х 210 мм)
Примерный перечень материалов, инструмента и оборудования, для нанесения лазерной маркировки оборудованием SIC MARKING:
Маркируемые материалы:
- Сталь без покрытия
- Сталь с анодированием
- Алюминиевые сплавы
- Титановые сплавы
- Цветные металлы (ограниченное применение)
- Пластмассы (ограниченное применение)
- Резина
Виды маркируемых изделий (примерный перечень):
Автомобильные запчасти, оборудование
- Автомобильные покрышки
- Колёсные диски
- Аккумуляторы
- Двигатель в сборе, отдельные узлы двигателя и навесное оборудование
- Коробка передач в сборе, отдельные узлы коробки передач
- Дифференциал, оси, валы и т.п.
- Узлы и компоненты тормозной системы: колодки, диски, барабаны и т.п.
- Узлы и агрегаты топливной, воздушной, гидравлической системы, имеющие металлический или пластмассовый корпус
- Блоки/модули электрической системы, имеющие металлический или пластмассовый корпус
- Металлические или пластмассовые корпуса боковых зеркал, зеркал заднего вида
- Подшипники скольжения/качения и подшипниковые узлы
- Шестерни любых видов
Инструмент ручной – механический, пневматический, электрический, гидравлический
- Ключи гаечные всех типов и торцевые головки к ним
- Пассатижи, бокорезы, кусачки, клещи и т.п.
- Отвёртки всех типов
- Наборы инструментов – маркировка бокса для хранения
- Трубный инструмент
- Динамометрический инструмент: ключи, отвёртки, мультипликаторы
- Автомобильный специнструмент
- Ударные гайковёрты с любым приводом и ударные головки к ним
- Шлифовальные и отрезные машинки с любым приводом и диски к ним
- Кабелерезы и обжимной кабельный инструмент с любым приводом
- Штангенциркули и прочий измерительный инструмент из металла или пластика
Приборы КИПиА, телеметрическое оборудование и т.п.
- Средства отображения информации (манометры, термометры и т.п. – аналоговые и цифровые)
- Датчики всех типов
- Блоки, модули и проч. элементы оборудования.
- Кабели (БРС, металлическая оплётка концов) и разъёмы
Узлы (общемашиностроительные)
- Подшипники скольжения/качения и подшипниковые узлы
- Шестерни любых видов
Буровой инструмент и оборудование (в сборе и отдельные узлы)
- Породоразрушающий инструмент: долота, расширители и бурильные головки
- Калибрующе-центрирующий инструмент: калибраторы и центраторы
- Приводы долота: роторы, турбобуры, винтовые и турбинно-винтовые забойные двигатели
- Автоматические буровые ключи
Технические преимущества волоконного иттербиевого лазера SIC Marking в сравнении с традиционными лазерами с диодной накачкой:
Волоконные лазеры не требуют специального обслуживания
- Меньше компонентов, требующих обслуживания.
- Нет необходимости настраивать источник света под оптику камеры накачки - оптика камеры накачки «внедрена» в активное волокно.
- Нет необходимости в оптимизации лазерного источника света – при сборке маркиратора источник света зафиксирован в оптимизированном положении в активной волоконной среде, генерирующей лазер.
- Нет необходимости вручную выбирать диодные источники света в границах узкого рабочего окна в надежде оптимизировать технические характеристики.
- Самокалибрующийся, работающий по принципу «установил и забыл», лазер для эксплуатации без операторского сопровождения 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.
- Нет необходимости в расходных лампах или фильтрах.
Волоконные лазеры SIC Marking могут работать в более суровых окружающих условиях, чем традиционные лазеры
- Удачный дизайн конструкции позволяет лазеру быть устойчивым к более значительным колебаниям температур, чем способен лазер с диодной накачкой.
- Лазерные системы SIC Marking можно использовать в условиях повышенной влажности - до 85% (без конденсата), что является гораздо более высоким значением, чем ограничения для традиционных лазеров с диодной накачкой с незащищённой оптикой камеры накачки. Технические условия, по которым изготовлены волоконные лазеры, предусматривают параметры изделий, в два раза превышающие те, которые когда-либо потребуются при промышленном применении и работе в экстремальных условиях.
В качестве стандартной функции волоконный лазер SIC Marking обладает встроенными в панель измерителем мощности и индикаторами ошибок
- Индикаторы ошибок на панели предоставляют моментальную информацию по состоянию лазерной маркирующей системы - цифровые измерители мощности показывают реальную мощность лазера на передней панели контроллера.
- Самокалибрующаяся мощность лазера, монитор с информацией о мощности и индикаторы ошибок, а также высокий срок службы диодов и дублирующая цепь исключают необходимость в еженедельной проверке и настройке.
Воздушное охлаждение, теплоотведение
- Волоконные лазеры SIC Marking нагреваются меньше, чем любые другие лазеры, благодаря превосходному коэффициенту полезного действия преобразования питания. Нет необходимости в водяном охлаждении, которое может протечь, или сложных охлаждающих схемах, которые могут выйти из строя.
Одномодовая волоконная подающая линия с практически идеальным профилем луча
- Стабильность луча во время работы означает высокое качество маркировки и формирования символов вне зависимости от установок. Форма луча лазера SIC Marking оптимальна для маркировки металла и пластика. Качество профиля луча остаётся одинаковым во всём диапазоне выходной мощности.
- Идеальный профиль луча означает, что на изделие можно направлять более высокие уровни энергии, что позволяет:
- Осуществить более быструю и глубокую маркировку на материале.
- Направить высококачественный фокусируемый луч с лучшей управляемостью на нежелательные заново отлитые и подверженные термической обработке зоны.
- Сократить цикл работы.
Высокая скорость повторений модуляции нагрузки добротности луча
- Высокая скорость повторений с оптимизированными импульсами позволяет достичь того, что иногда называется «более холодный лазерный луч».
- Ограничивается нежелательное сжигание пластика, фольги, бумаги или субстрата.
- Можно маркировать более широкий диапазон пластиковых материалов, добиваясь контраста при обесцвечивании только маркируемой области.
- Снижение газообразования при маркировке таких материалов, как пластик.
- Проще регулировать глубину маркировки.
Простое подключение и низкое потребление электроэнергии
- Подаваемое напряжение – 115 / 230 В, 60 /50 Гц.
- Внешне водяное охлаждение не требуется.
- При работе лазерные маркираторы SIC Marking потребляют не более 500Вт.
- Лазерные маркираторы SIC Marking менее восприимчивы к небольшим изменениям в подаваемом питании, чем большинство лазерных систем с диодной накачкой.
Простой и рациональный промышленный дизайн
- Длина волоконно-оптического кабеля в лазерных системах SIC Marking составляет 3 метра.
- Небольшая лёгкая головка может быть интегрирована практически в любом положении.
- Гибкая армированная защита вокруг оптических частей.
- Стандартный 19-дюймовый контроллер управления, монтируемый в стойку.
- Управление посредством стандартного персонального компьютера.
Сравнение лазеров различных типов
Параметр | Требования промышленности | Волоконные лазеры | СО2 лазер | YAG-Nd с ламповой накачкой | YAG-Nd с диодной накачкой | Диодные лазеры |
Выходная мощность, кВт |
1...30 | 1...30 | 1...30 | 1...5 | 1...4 | 1...4 |
Длина волны, мкм |
как можно меньше | 1,064 | 10,6 | 1,064 | 1,064 или 1,03 | 0,8...0,98 |
КПД, % |
> 20 | 20...25 | 8...10 | 2...3 | 4...6 | 25...30 |
Стабильность выходной мощности |
как можно выше | очень высокая | низкая | низкая | низкая | высокая |
Чувствительность к обратному отражению |
как можно ниже | низкая | высокая | высокая | высокая | низкая |
Занимаемая площадь, кв.м. |
как можно меньше | 0,5 | 10...20 | 11 | 9 | 4 |
Стоимость монтажа, отн.ед. |
как можно меньше | < 0,05 | 1 | 1 | 0,8 | 0,2 |
Стоимость эксплуатации, отн.ед. |
как можно меньше | 0,13 | 0,5 | 1 | 0,6 | 0,2 |
Стоимость обслуживания, отн.ед. | как можно меньше | 0,1 | 1...1,5 | 1 | 4...12 | 4...10 |
Ресурс ламп или лазерных диодов, час. |
как можно больше | не менее 100 000 | - | 300...500 | 2000...5000 | 2000...5000 |