Additifs de marquage laser, additifs sensibles au laser

Additifs de marquage laser pour plastiques – lasers industriels

Les additifs de marquage laser pour plastiques et les composés colorants, proposés par The Sabreen Group, optimisent le processus de marquage laser et de gravure sur les matériaux plastiques, les rendant écologiques et idéaux pour remplacer les étiquettes coûteuses et les procédés d'impression à l'encre. Les additifs sensibles au laser augmentent non seulement la qualité de marquage, mais produisent également des marquages résistants aux produits chimiques et aux rayures tout en améliorant l'écoulement de la matière. Les avancées récentes en technologie des colorants, telles que les noirs de carbone et dioxydes de titane spécifiques au laser, ainsi que les agents moussants, offrent une qualité de contraste supérieure, une définition fine des bords de ligne, des couleurs personnalisées et la vitesse la plus rapide, y compris le marquage « à la volée ». Les lasers industriels à fibre Ytterbium MOPA nanoseconde sont idéaux pour le marquage des plastiques grâce à leur capacité à produire des formes d'onde à impulsions courtes.

Additifs de marquage laser pour plastiques

Additifs sensibles au laser

Les additifs et colorants de marquage laser augmentent la vitesse de production et réduisent les coûts

• Qualité de marquage supérieure, résistante à l'abrasion et aux rayures
• Lisibilité robuste des codes pour la vision industrielle
• Contrôle de procédé Six Sigma

Une matrice colorante laser contient des additifs spécialisés, des pigments, des colorants, des noirs de carbone sélectifs, du dioxyde de titane et des agents anti-rayures à faible taux de charge. Des matériaux précomposés, des concentrés de couleur et des colorants liquides sont commercialisés. L'impact sur les propriétés du polymère est nul, et aucune recertification n'est nécessaire grâce à des chimies approuvées par l'industrie. Certification Yellow Card. Les additifs, composés et colorants laser sont conformes aux normes FDA, UL, NEMA et RoHS.

Plastiques optimisés pour le laser par rapport aux plastiques conventionnels

Tous les matériaux « optimisés pour le laser » ne nécessitent pas l'utilisation de produits chimiques supplémentaires, parfois appelés additifs sensibles au laser.

Lors du marquage de pièces conventionnelles, un problème courant est la forte concentration de colorants, comme le noir de carbone, qui nuit au contraste de marquage. Les experts ajustent les concentrations pour rester dans des seuils critiques tout en effectuant les ajustements finaux de couleur afin d'assurer la correspondance des couleurs selon la longueur d'onde du laser : proche infrarouge 1060-1070 nm, vert 532 nm ou UV 355 nm. Dans ces cas, les produits conservent leurs certifications industrielles. Les additifs laser ne sont pas nécessaires dans toutes les applications pour améliorer la qualité de marquage. Lorsque la modification des plastiques conventionnels ne suffit pas à améliorer le marquage, des additifs sensibles au laser intégrés dans une matrice colorante sont utilisés. Contrairement à une idée reçue, aucun additif seul ne peut résoudre tous les problèmes de marquage. Les additifs seuls se présentent souvent sous forme de poudre, ce qui les rend difficiles à utiliser et à doser de manière uniforme.

Mécanismes de surface du marquage laser des polymères

Les types de lasers les plus utilisés pour le marquage et la gravure des plastiques sont les lasers à fibre Ytterbium, Vanadate, DPSS et YAG, qui fonctionnent dans la région du proche infrarouge (1060-1070 nm). Cependant, la plupart des polymères manquent de propriétés d'absorption à 1060-1070 nm ; les experts en science des polymères et en physique laser utilisent donc des additifs, des charges, des pigments et des colorants qui augmentent l'absorption de l'énergie laser pour des changements de couleur localisés, une carbonisation thermique et un moussage chimique. Correctement formulés, les additifs, composés et colorants de marquage laser n'ont aucun impact négatif sur les propriétés du polymère, répondent à des exigences telles que UL, NEMA, FDA, RoHS et Yellow Card, et ne nécessitent pas de recertification. Les composants chimiques des formulations optimisées pour le laser sont influencés par plusieurs facteurs, notamment le type et la couleur du polymère, la couleur de contraste de marquage, le type de mécanisme de réaction de surface et la longueur d'onde du laser.

fibre Ytterbium

Correctement formulés, les additifs, composés et colorants de marquage laser n'ont aucun impact négatif sur les propriétés du polymère, répondent à des exigences telles que UL, NEMA, FDA, RoHS et Yellow Card, et ne nécessitent pas de recertification

Quatre mécanismes de surface plastique différents produisent des degrés variés de contraste de marquage par rapport à la couleur du substrat – claire, foncée et personnalisée. Ces réactions de surface peuvent être davantage optimisées en ajustant les paramètres de marquage laser et la configuration optique, tels que la largeur d'impulsion, la taille du spot, la collimation, la densité de puissance, la profondeur de mise au point, etc. Le contrôle de la source laser ainsi que de la montée et de la descente de température de la surface du polymère permet d'obtenir les résultats de marquage les plus robustes.

• Carbonisation « charring ». La réaction de charring se produit lorsque l'énergie absorbée élève la température locale du matériau autour du point d'absorption jusqu'à un niveau où le polymère subit une dégradation thermique. En présence d'oxygène, le polymère brûle ; mais, à l'intérieur de la pièce, le manque d'oxygène provoque la carbonisation du polymère et la formation d'une marque noire. La noirceur de la marque dépend à la fois de la quantité d'énergie absorbée et de la voie de dégradation thermique du matériau.
• Changement chimique « moussage ». L'ajout d'additifs qui libèrent de la vapeur pendant la dégradation provoque le moussage du polymère. Pendant le processus de moussage, l'énergie laser est absorbée par un additif situé à proximité immédiate de l'agent moussant. La chaleur dégagée par l'absorbeur provoque la dégradation de l'agent moussant, libérant de la vapeur. Les agents moussants incluent l'hydroxyde d'aluminium et divers carbonates. Pour éviter la carbonisation, ce mécanisme exige que le polymère se dégrade à une température plus élevée que l'additif moussant. Des marques claires à contraste élevé sur des substrats foncés peuvent être obtenues en contrôlant soigneusement les paramètres de fonctionnement du laser. Un mauvais contrôle du laser peut entraîner la formation d'une marque friable ou à faible contraste.
• Changement de couleur par dégradation. Le changement de couleur se produit lorsque l'énergie laser dégrade un colorant dans un mélange de colorants, produisant un changement de couleur. Le noir de carbone mélangé à un colorant inorganique stable en est un exemple. Sous l'effet de la chaleur, le noir de carbone s'évapore, laissant le colorant inorganique en place.
• L'ablation se produit lorsque le polymère est suffisamment chauffé pour provoquer la dégradation et l'évaporation des sous-produits de dégradation, entraînant une zone gravée. Ce mécanisme produit une gravure à faible contraste. À titre de référence, les lasers CO2 à onde continue (CW) fonctionnent à une longueur d'onde de 10.6 µm (spectre infrarouge lointain). Les lasers CO2 CW génèrent une puissance de crête comparativement beaucoup plus faible et ne peuvent généralement pas produire de marquages à contraste élevé sur les plastiques.

Tous les plastiques et lasers ne produisent pas des marques identiques !

De nombreux produits industriels reconnus n'auraient pas pu être fabriqués à un coût abordable sans le recours aux lasers industriels et aux solutions avancées de composés marquables au laser de SABREEN. Des marquages indélébiles fonctionnels et décoratifs à l'anti-contrefaçon et la sécurité des produits, les mélanges-maîtres marquables au laser réduisent les coûts tout en améliorant la qualité et la vitesse de marquage. Face à une terminologie aussi ambiguë sur Internet, comme « marquage laser à froid » et « lasers hybrides », ainsi qu'à la concurrence entre revendeurs et fabricants d'équipements laser à bas coût, ne laissez pas des vendeurs orientés vers leur propre matériel vous dicter quel type de laser acheter parmi leur offre ; ce ne sont pas des experts en polymères et en colorants.

Contactez The Sabreen Group pour découvrir comment nos solutions avancées de marquage laser des plastiques et nos réglages précis de configuration laser, incluant la source de longueur d'onde laser la plus efficace, peuvent offrir à votre entreprise un avantage concurrentiel.

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