雷射打標添加劑、雷射敏感添加劑
塑膠雷射打標添加劑——工業雷射
The Sabreen Group 的塑膠雷射打標添加劑與著色劑化合物,能最佳化塑膠材料的雷射打標與雕刻製程,環保且非常適合取代昂貴的標籤與油墨印刷製程。雷射敏感添加劑不僅提升打標品質,還能產生耐化學品、耐刮的標記,並改善材料流動性。著色劑技術的最新突破——例如雷射專用碳黑與二氧化鈦,以及發泡劑——帶來卓越的對比品質、線條邊緣細節、客製色彩與最快的速度,包括「飛行中」打標。工業級奈秒 MOPA 鐿光纖雷射能產生短脈寬波形,是塑膠打標的理想選擇。
雷射打標添加劑與著色劑:提高產速、節省成本
- 卓越的打標品質,耐磨/耐刮
- 可靠的機器視覺碼讀取性
- 六標準差製程控制
雷射著色劑基質包含低添加量的特殊添加劑、顏料、染料、精選碳黑、二氧化鈦與抗刮劑。提供預混料、色母濃縮料與液體色料。對聚合物性能零影響,且因採用業界認可的化學品,無需重新認證。具 Yellow Card 認證。雷射添加劑、化合物與著色劑符合 FDA、UL、NEMA、RoHS。
雷射最佳化塑膠與傳統塑膠
並非所有「雷射最佳化」材料都需要額外的化學品(即所謂雷射敏感添加劑)。
打標傳統零件時,常見的問題是碳黑等著色劑濃度過高、損害打標對比度。專家會調整濃度使其保持在關鍵閾值內,並依據雷射波長——近紅外 1060-1070nm、綠光 532nm 或 UV355nm——進行最終調色以確保色彩匹配。在這些情況下,產品保有其產業認證。並非所有應用都需要雷射添加劑來提升打標品質。當改造傳統塑膠仍不足以改善打標時,就會使用結合到著色劑基質中的雷射敏感添加劑。與普遍認知相反,沒有任何單一添加劑能解決所有打標問題。單一添加劑通常是粉末狀,難以使用且不易獲得均勻的效果。
聚合物雷射打標表面機理
最常用於塑膠打標與雕刻的雷射類型是鐿光纖、釩酸鹽、DPSS 與 YAG,皆在近紅外區(1060-1070nm)運作。然而大多數聚合物在 1060-1070nm 缺乏吸收特性;因此聚合物科學與雷射物理專家使用添加劑、填料、顏料與染料來提高雷射能量吸收,以實現局部變色、熱碳化與化學發泡。經適當調配的雷射打標添加劑、化合物與著色劑不會對聚合物性能造成不良影響,符合 UL、NEMA、FDA、RoHS 與 Yellow Card 等要求,且無需重新認證。雷射最佳化配方的化學成分取決於多項因素,包括聚合物種類與顏色、打標對比色、表面反應機理類型與雷射波長。
經適當調配的雷射打標添加劑、化合物與著色劑不會對聚合物性能造成不良影響,符合 UL、NEMA、FDA、RoHS 與 Yellow Card 等要求,且無需重新認證
四種不同的塑膠表面機理,相對於基材顏色(淺色、深色與客製色)產生不同程度的打標對比。這些表面反應可透過調整雷射打標參數與光學配置進一步最佳化,例如脈寬、光斑大小、準直、功率密度、焦深等。透過控制雷射源以及聚合物表面溫度的升降,可獲得最穩定的打標效果。
- 碳化「焦化」。當吸收的能量使吸收點周圍材料的局部溫度升高到聚合物發生熱降解的程度時,就會發生焦化反應。有氧時聚合物會燃燒;但在工件內部缺氧的環境下,聚合物碳化而形成黑色標記。標記的黑度取決於吸收的能量多寡與材料的熱降解路徑。
- 化學變化「發泡」。加入會在降解時釋放蒸氣的添加劑,使聚合物發泡。發泡過程中,雷射能量由緊鄰發泡劑的吸收劑吸收,吸收劑產生的熱使發泡劑降解並釋放蒸氣。發泡劑包括氫氧化鋁與各種碳酸鹽。為避免焦化,此機理要求聚合物的降解溫度高於發泡添加劑。透過精細控制雷射操作參數,可在深色基材上獲得高品質的淺色對比標記;雷射控制不佳則會形成易碎或低對比的標記。
- 降解變色。當雷射能量使著色劑混合物中的一種著色劑降解時,就會產生變色。碳黑與穩定無機著色劑的混合即是一例:受熱時碳黑蒸發,留下無機著色劑。
- 燒蝕:當聚合物被加熱到足以降解並使降解副產物蒸發時,形成蝕刻區域。此機理產生低對比的雕刻效果。作為參考,連續波(CW)CO2 雷射的工作波長為 10.6 µm(遠紅外光譜)。CW CO2 雷射的峰值功率相對低得多,通常無法在塑膠上產生高對比標記。
並非所有塑膠與雷射都能產生相同的標記!
若沒有工業雷射與 SABREEN 先進的雷射可標記化合物解決方案,許多知名工業產品根本無法以可負擔的成本製造。從功能性與裝飾性的永久標記,到防偽與產品安全,雷射可標記色母化合物在提升打標品質與速度的同時節省成本。網路上充斥著「冷雷射打標」「混合雷射」等模糊術語,加上低價雷射設備經銷商與製造商之間的競爭——不要讓帶有設備立場的銷售人員告訴您該買哪種雷射;他們並非聚合物與著色劑專家。
聯絡 The Sabreen Group,了解我們先進的塑膠雷射打標解決方案與精準的雷射組態設定(包括最有效的雷射波長光源),如何為貴公司帶來競爭優勢。
索取免費報價
Scott Sabreen — 總裁暨總工程師,擁有 30 年以上專業經驗。歡迎立即與我們聯絡,免費討論您的應用與 SABREEN 解決方案。請將最艱難的挑戰交給我們。
電話:+1 972-820-6777