สารให้สีและเม็ดสีเปลี่ยนผลการมาร์กด้วยเลเซอร์อย่างไร

สารให้สีและเม็ดสีเปลี่ยนผลการมาร์กด้วยเลเซอร์อย่างไร

ประเด็นสำคัญ

• สารให้สีมักเป็นตัวตัดสินรอยมาร์ก มากกว่าพอลิเมอร์ฐาน
• คาร์บอนแบล็กดูดกลืนแรงที่ 1064 nm เกรดสีดำจึงมักมาร์กได้โดยไม่ต้องใช้สารเติมแต่งเลย
• เม็ดสีอินทรีย์บางชนิดฟอกสีหรือเปลี่ยนเฉดภายใต้ลำแสง ให้รอยมาร์กที่ไม่มีใครกำหนดไว้
• ทุกสีเป็นการรับรองคุณสมบัติแยกกัน สูตรที่พิสูจน์แล้วบนสีหนึ่งของเกรดหนึ่งใช้กับอีกสีไม่ได้

เมื่อถามว่าเหตุใดรอยมาร์กด้วยเลเซอร์จึงล้มเหลว คำตอบที่มักได้คือพอลิเมอร์ แต่เมื่อถามว่าอะไรเปลี่ยนไปจริงระหว่างตัวอย่างที่ใช้ได้กับล็อตผลิตที่ใช้ไม่ได้ คำตอบส่วนใหญ่เป็นสี สารให้สีมีปริมาณต่ำและแทบไม่ถูกพูดถึงในข้อกำหนดการมาร์ก แต่กลับครอบงำผลลัพธ์อยู่เป็นประจำ

สามวิธีที่สารให้สีเปลี่ยนผลลัพธ์

กลไกที่สามคือสิ่งที่ทำให้คนประหลาดใจ โดยปกติคาดว่ารอยมาร์กจะทำให้วัสดุรองรับเข้มขึ้นหรืออ่อนลง แต่เมื่อเม็ดสีเองสลายตัว สีของรอยมาร์กถูกกำหนดโดยสิ่งที่เม็ดสีกลายเป็น ซึ่งอาจไม่ใช่ทั้งสองอย่าง

พฤติกรรมตามชนิดของสารให้สี

• คาร์บอนแบล็ก ดูดกลืนแรงที่ 1064 nm แม้ที่ปริมาณต่ำ เกรดสีดำจึงมักมาร์กได้โดยไม่ต้องใช้สารเติมแต่งเลเซอร์ ควรตรวจสอบก่อนระบุใช้ ความยากบนสีดำเป็นสิ่งตรงข้าม คือการสร้างรอยมาร์กสีอ่อน ซึ่งต้องใช้การเกิดโฟมและมักต้องใช้แหล่งกำเนิดMOPA
• ไทเทเนียมไดออกไซด์ (สีขาว) ทึบแสงสูงและกระเจิงแสง ให้ความคมชัดของพื้นหลังที่ยอดเยี่ยมสำหรับรอยมาร์กสีเข้ม แต่สะท้อนและกระเจิงลำแสง จึงอาจต้องใช้พลังงานมากขึ้นเพื่อถึงเกณฑ์การมาร์ก ปริมาณ TiO2 สูงอาจทำให้เกรดมาร์กยากขึ้น แม้ความคมชัดจะน่าพอใจ
• เม็ดสีอนินทรีย์ ได้แก่ ไอรอนออกไซด์ อัลตรามารีน และออกไซด์โลหะผสม โดยทั่วไปเสถียรทางความร้อน จึงอยู่รอดผ่านการมาร์กและมีพฤติกรรมที่คาดเดาได้ หลายชนิดดูดกลืนได้เป็นประโยชน์
• เม็ดสีอินทรีย์และสีย้อม เป็นกลุ่มที่คาดเดายากที่สุด หลายชนิดสลายตัวที่อุณหภูมิการมาร์ก ฟอกเป็นเฉดที่อ่อนลงหรือเปลี่ยนเฉดสี ซึ่งอาจนำมาใช้ประโยชน์โดยตั้งใจได้ แต่บ่อยครั้งกว่ามากที่ให้ผลที่ไม่ต้องการบนสีที่เลือกเพื่อรูปลักษณ์ ไม่ใช่เพื่อการแปรรูป
• เม็ดสีมุกและเม็ดสีเอฟเฟกต์ เอฟเฟกต์จากไมกากระเจิงแสงและตอบสนองต่อลำแสงด้วย และรบกวนการวัดความคมชัด เพราะค่าที่อ่านเปลี่ยนตามมุมมอง
• สารให้สีเรืองแสง มักไวต่อความร้อน และการเรืองแสงอาจหายไปในและรอบรอยมาร์ก ทิ้งรัศมีที่มองเห็นได้เลยลักษณะที่ตั้งใจไปมาก

เหตุใดแต่ละสีต้องมีการรับรองคุณสมบัติของตนเอง

เป็นเรื่องปกติที่จะรับรองสูตรการมาร์กบนสีหนึ่งของเกรดหนึ่งแล้วปล่อยใช้กับกลุ่มสีทั้งหมด การปฏิบัตินี้ก่อปัญหาอย่างแน่นอน เพราะชุดเม็ดสีต่างกันระหว่างสีทั้งในปริมาณ เคมี และเสถียรภาพทางความร้อน สูตรที่ปรับสำหรับเกรดธรรมชาติเมื่อนำไปใช้กับสีน้ำเงินให้รอยมาร์กอ่อน สูตรที่ปรับสำหรับสีดำเมื่อนำไปใช้กับสีขาวจะไหม้

แนวทางที่ป้องกันได้มีลักษณะดังนี้

• ถือว่าสีเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนดวัสดุ ไม่ใช่ตัวแปรเพื่อความสวยงาม สูตรการมาร์กได้รับการรับรองตามเกรดและสี
• คัดกรองทุกสีที่ใช้ผลิตด้วยเมทริกซ์กำลัง-ความเร็ว โดยวัดค่า L* แทนการตัดสินด้วยตา
• บันทึกสูตรแยกตามสีและเรียกใช้ แทนการปรับด้วยมือตอนเปลี่ยนสี
• จับคู่มาตรฐานสีใหม่เมื่อมีสารเติมแต่งเลเซอร์ สีที่อนุมัติบนเรซินที่ไม่ได้ดัดแปลงจะไม่คงเดิมเมื่อผสมสารดูดกลืนเข้าไป
• ระบุการเปลี่ยนสารให้สีเป็นเงื่อนไขที่ต้องรับรองคุณสมบัติใหม่ รวมถึงการเปลี่ยนผู้จัดหาเม็ดสีที่สีเดียวกันในนาม

การวินิจฉัยปัญหาการมาร์กที่เกิดจากสี

บทความที่เกี่ยวข้อง

• การจับคู่สีด้วยเลเซอร์
• สารเติมแต่งสำหรับการมาร์กด้วยเลเซอร์
• มาสเตอร์แบตช์สำหรับการมาร์กด้วยเลเซอร์: คู่มือเทคนิคฉบับสมบูรณ์
• พลาสติกที่มาร์กด้วยเลเซอร์ได้
• พารามิเตอร์กระบวนการที่ส่งผลต่อคุณภาพของรอยมาร์ก

ต้องการความช่วยเหลือในเรื่องนี้หรือไม่

The Sabreen Group ให้การสนับสนุนด้านวิศวกรรมอย่างเป็นอิสระสำหรับการคัดกรองสารให้สี การพัฒนาสูตรการมาร์ก และการรับรองความคมชัด ทีมบริการด้านวิศวกรรมของเราทำงานร่วมกับผู้ผลิตในการพัฒนากระบวนการ การรับรองวัสดุ และการแก้ปัญหาในสายการผลิต ติดต่อเราเพื่อหารือเกี่ยวกับการใช้งาน

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดเรซินเดียวกันจึงมาร์กต่างกันในแต่ละสี

เพราะชุดเม็ดสีต่างกันในปริมาณ เคมี และเสถียรภาพทางความร้อนระหว่างสี และเม็ดสีมีอันตรกิริยากับลำแสงโดยตรง คาร์บอนแบล็กดูดกลืนแรง ไทเทเนียมไดออกไซด์กระเจิงแสง และเม็ดสีอินทรีย์จำนวนมากสลายตัวที่อุณหภูมิการมาร์ก พอลิเมอร์ฐานเหมือนกัน แต่สิ่งที่เลเซอร์มีอันตรกิริยาด้วยจริงไม่เหมือนกัน

พลาสติกสีดำต้องใช้สารเติมแต่งเลเซอร์หรือไม่

มักไม่ต้อง คาร์บอนแบล็กดูดกลืนแรงที่ 1064 nm แม้ที่ปริมาณต่ำ เกรดสีดำจึงมักมาร์กได้ดีโดยไม่ต้องใช้สารเติมแต่งเลย ควรคัดกรองก่อนจ่ายเงินซื้อ ปัญหาที่ยากกว่าบนสีดำคือการสร้างรอยมาร์กสีอ่อน ซึ่งต้องใช้การเกิดโฟมแทนการคาร์บอนไนซ์ และมักต้องใช้แหล่งกำเนิด MOPA ที่มีความกว้างพัลส์สั้น

ใช้สูตรการมาร์กร่วมกันข้ามสีของเกรดเดียวกันได้หรือไม่

ไม่ควร การรับรองบนสีหนึ่งแล้วปล่อยใช้ทั้งกลุ่มเป็นวิธีที่ทำกันทั่วไปและเป็นแหล่งปัญหาการผลิตที่แน่นอน เพราะสูตรที่ปรับสำหรับสีดำจะไหม้สีขาว และสูตรที่ปรับสำหรับสีธรรมชาติแทบมาร์กเกรดที่มีเม็ดสีไม่ติด ควรบันทึกและเรียกใช้สูตรแยกตามสี และถือว่าการเปลี่ยนสารให้สี รวมถึงการเปลี่ยนผู้จัดหาที่สีเดียวกันในนาม เป็นเงื่อนไขที่ต้องรับรองคุณสมบัติใหม่

เหตุใดรอยมาร์กจึงออกมาเป็นสีที่ผิดไปเลย

น่าจะเป็นเม็ดสีอินทรีย์สลายตัวภายใต้ลำแสง ไม่ใช่พอลิเมอร์เสื่อม สีของรอยมาร์กจึงถูกกำหนดโดยสิ่งที่เม็ดสีกลายเป็น ซึ่งอาจอ่อนกว่า เป็นเฉดต่างออกไป หรือคาดเดาไม่ได้ หากสีเอื้อ การเปลี่ยนเป็นเม็ดสีอนินทรีย์ที่เสถียรทางความร้อนแก้ได้ หากไม่เอื้อ ต้องลดพลังงานการมาร์กลงพอให้เม็ดสียังคงสภาพ

ควรวัดความคมชัดบนเกรดมุกหรือเกรดเอฟเฟกต์โลหะอย่างไร

โดยกำหนดรูปทรงการวัดให้คงที่และระบุไว้ในวิธีตรวจสอบ เพราะเม็ดสีเอฟเฟกต์เปลี่ยนรูปลักษณ์ตามมุมมองและการส่องสว่าง หากไม่ทำ ผู้จัดหาและลูกค้าจะได้ค่าที่อ่านต่างกันจากชิ้นงานเดียวกันได้โดยชอบธรรม ควรกำหนดรูปทรงก่อนตกลงค่าความคลาดเคลื่อน ไม่ใช่หลังเกิดข้อพิพาทครั้งแรก

---