Dodatki do znakowania laserowego

Dodatki do znakowania laserowego, dodatki laseroczułe

Dodatki do laserowego znakowania tworzyw — lasery przemysłowe

Dodatki i związki barwiące do znakowania laserowego tworzyw od The Sabreen Group optymalizują proces znakowania i grawerowania na materiałach z tworzyw sztucznych, czyniąc go przyjaznym środowisku i idealnym zamiennikiem drogich etykiet oraz procesów druku farbami. Dodatki laseroczułe nie tylko podnoszą jakość znakowania — dają też oznaczenia odporne na chemikalia i zarysowania oraz poprawiają płynięcie materiału. Najnowsze przełomy w technologii barwników, takie jak laserowe sadze i dwutlenki tytanu oraz środki spieniające, zapewniają znakomity kontrast, detal krawędzi linii, kolory na zamówienie i najwyższą szybkość, łącznie ze znakowaniem „w locie". Przemysłowe nanosekundowe lasery światłowodowe iterbowe MOPA są idealne do znakowania tworzyw dzięki zdolności generowania fal o krótkiej szerokości impulsu.

Dodatki do laserowego znakowania tworzyw

Dodatki laseroczułe

Dodatki i barwniki laserowe zwiększają tempo produkcji i obniżają koszty

• Znakomita jakość znakowania, odporność na ścieranie i zarysowania
• Niezawodny odczyt kodów wizyjnych
• Kontrola procesu Six Sigma

Laserowa matryca barwiąca zawiera wyspecjalizowane dodatki, pigmenty, barwniki, selektywne sadze, dwutlenek tytanu i środki przeciw zarysowaniom przy niskim udziale. W sprzedaży są materiały prekompandowane, koncentraty barwiące i barwniki ciekłe. Zero wpływu na właściwości polimeru, a dzięki chemii zaakceptowanej przez branżę nie jest potrzebna recertyfikacja. Certyfikacja Yellow Card. Dodatki, mieszanki i barwniki laserowe są zgodne z FDA, UL, NEMA, RoHS.

Tworzywa zoptymalizowane pod laser a tworzywa konwencjonalne

Nie wszystkie materiały „zoptymalizowane pod laser" wymagają dodatkowych środków chemicznych, zwanych czasem dodatkami laseroczułymi.

Przy znakowaniu części konwencjonalnych częstym problemem są wysokie stężenia barwników, np. sadzy, pogarszające kontrast. Eksperci korygują stężenia, utrzymując je w krytycznych progach, i wykonują końcowe korekty koloru pod kątem zgodności z długością fali lasera: bliska podczerwień 1060–1070 nm, zieleń 532 nm lub UV 355 nm. W takich przypadkach produkty zachowują certyfikaty branżowe. Nie każde zastosowanie wymaga dodatków laserowych dla lepszej jakości znakowania. Gdy modyfikacja tworzywa konwencjonalnego nie wystarcza, stosuje się dodatki laseroczułe wkomponowane w matrycę barwiącą. Wbrew obiegowej opinii żaden pojedynczy dodatek nie rozwiąże wszystkich problemów znakowania. Pojedyncze dodatki mają często postać proszku, co utrudnia ich stosowanie i uzyskanie jednolitych wyników.

Mechanizmy powierzchniowe laserowego znakowania polimerów

Najpopularniejsze typy laserów do znakowania i grawerowania tworzyw to światłowodowe iterbowe, wanadanowe, DPSS i YAG, pracujące w bliskiej podczerwieni (1060–1070 nm). Większość polimerów nie absorbuje jednak przy 1060–1070 nm; dlatego eksperci nauki o polimerach i fizyki laserów stosują dodatki, wypełniacze, pigmenty i barwniki zwiększające absorpcję energii lasera dla lokalnych zmian koloru, karbonizacji termicznej i spieniania chemicznego. Właściwie dobrane dodatki, mieszanki i barwniki laserowe nie pogarszają właściwości polimeru, spełniają wymogi UL, NEMA, FDA, RoHS i Yellow Card oraz nie wymagają recertyfikacji. Skład chemiczny formulacji zoptymalizowanych pod laser zależy od wielu czynników: typu i koloru polimeru, koloru kontrastu znakowania, rodzaju mechanizmu reakcji powierzchniowej i długości fali lasera.

światłowodowy iterbowy

Właściwie dobrane dodatki, mieszanki i barwniki do znakowania laserowego nie pogarszają właściwości polimeru, spełniają wymogi UL, NEMA, FDA, RoHS i Yellow Card oraz nie wymagają recertyfikacji

Cztery różne mechanizmy powierzchniowe tworzyw dają różny stopień kontrastu względem koloru podłoża — jasnego, ciemnego i kolorów niestandardowych. Reakcje te można dalej optymalizować, dobierając parametry znakowania i układ optyczny: szerokość impulsu, wielkość plamki, kolimację, gęstość mocy, głębię ogniskowania itd. Kontrola źródła lasera oraz wzrostu i spadku temperatury powierzchni polimeru daje najbardziej powtarzalne wyniki znakowania.

• Karbonizacja, czyli „zwęglanie". Reakcja zwęglania zachodzi, gdy pochłonięta energia podnosi lokalną temperaturę materiału wokół miejsca absorpcji do punktu degradacji termicznej polimeru. W obecności tlenu polimer się pali, lecz wewnątrz detalu brak tlenu powoduje zwęglenie i powstanie czarnego oznaczenia. O czerni oznaczenia decyduje ilość pochłoniętej energii i ścieżka degradacji termicznej materiału.
• Zmiana chemiczna, czyli „spienianie". Dodatek środków uwalniających parę podczas degradacji powoduje spienienie polimeru. W trakcie spieniania energię lasera pochłania absorber znajdujący się w pobliżu środka spieniającego. Ciepło absorbera rozkłada środek spieniający, uwalniając parę. Do środków spieniających należą wodorotlenek glinu i różne węglany. Aby uniknąć zwęglenia, polimer musi degradować w wyższej temperaturze niż dodatek spieniający. Staranna kontrola parametrów lasera pozwala uzyskać wysokiej jakości jasne oznaczenia na ciemnych podłożach; zła kontrola daje oznaczenie kruche lub o niskim kontraście.
• Zmiana koloru przez degradację. Zachodzi, gdy energia lasera degraduje jeden z barwników w mieszaninie, wywołując zmianę koloru. Przykładem jest sadza zmieszana ze stabilnym barwnikiem nieorganicznym: po podgrzaniu sadza odparowuje, pozostawiając barwnik nieorganiczny.
• Ablacja następuje, gdy polimer zostaje nagrzany na tyle, by uległ degradacji, a jej produkty odparowały, pozostawiając wytrawiony obszar. Mechanizm ten daje grawer o niskim kontraście. Dla porównania: lasery CO2 fali ciągłej (CW) pracują przy długości fali 10,6 µm (daleka podczerwień), generują znacznie niższą moc szczytową i zwykle nie są w stanie wytworzyć kontrastowych oznaczeń na tworzywach.

Nie każde tworzywo i nie każdy laser dają identyczne oznaczenia!

Wielu znanych produktów przemysłowych nie dałoby się wytworzyć w przystępnej cenie bez laserów przemysłowych i zaawansowanych, znakowalnych laserowo mieszanek SABREEN. Od funkcjonalnych i dekoracyjnych trwałych oznaczeń po ochronę przed podróbkami i bezpieczeństwo produktu — masterbatche znakowalne laserowo obniżają koszty, podnosząc jakość i szybkość znakowania. Wobec zalewu niejasnej terminologii w Internecie („zimne znakowanie laserowe", „lasery hybrydowe") i konkurencji tanich sprzedawców sprzętu laserowego nie pozwól, by stronniczy handlowcy dyktowali, jaki laser kupić z ich oferty — nie są ekspertami od polimerów i barwników.

Skontaktuj się z The Sabreen Group, aby dowiedzieć się, jak nasze zaawansowane rozwiązania laserowego znakowania tworzyw i precyzyjne ustawienia konfiguracji lasera — w tym najskuteczniejsze źródło o właściwej długości fali — mogą dać Twojej firmie przewagę konkurencyjną.

---