ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
ABS 部分為芳香族,容易碳化:在淺色等級上形成深色標記,在深色等級上形成發泡的淺色標記。含顏料的等級通常無需添加劑即可打標;添加 0.5-3% 的雷射敏感添加劑可提升淺色零件的對比度與打標速度。
哪些塑膠適合以光纖、UV 與 CO2 雷射打標、預期會得到哪種標記,以及樹脂何時需要雷射打標添加劑。
塑膠吸收雷射能量並產生反應時就會形成標記:透過碳化(深色標記,最常見的機制)、發泡(深色零件上的淺色標記)、變色,或剝蝕表層(通常對比度低)。樹脂的吸收程度取決於聚合物、顏色與添加劑——這就是為什麼同一種塑膠在黑色時打標效果好,在本色時卻幾乎打不出標記。
顯示 21 種塑膠中的 21 種。選擇雷射類型,即可將最適合的塑膠排在最前面。
| 塑膠 | 光纖1064 nm | UV355 nm | CO210.6 µm |
|---|---|---|---|
| ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 | 良好 淺底深色標記,深底淺色(發泡)標記 | 良好 | 尚可 棕褐至褐色的雕刻標記 |
| 聚碳酸酯PC | 優異 碳化形成強烈的深色對比 | 優異 透明、薄壁或醫療零件的首選 | 尚可 雕刻出凹陷標記 |
| PC/ABS 與 ASA合金 | 優異 容易打標;最常見的錯誤是過度打標 | 良好 | 尚可 |
| 壓克力PMMA | 差 + 添加劑 幾乎完全讓 1064 nm 穿透 | 良好 | 優異 乾淨的霧面標記 |
| 聚丙烯PP | 差 + 添加劑 實際上必須使用添加劑 | 尚可 無需輔助即可打標;對比度普通 | 差 會蝕刻;無對比 |
| 聚乙烯HDPE、LDPE | 差 + 添加劑 無添加劑時幾乎無法辨識 | 尚可 | 差 蝕刻或雕刻 |
| TPO 與烯烴系 TPE熱塑性彈性體 | 差 + 添加劑 表現類似 PP;黑色等級以 MOPA 發泡成淺色標記 | 尚可 | 差 |
| 尼龍PA 6、PA 66 | 尚可 + 添加劑 含顏料等級可打標;本色需添加劑 | 良好 | 差 |
| PPA高溫聚醯胺 | 良好 半芳香族;通常無需添加劑 | 良好 | 差 |
| PBT聚對苯二甲酸丁二酯 | 良好 含填料等級打標效果更佳 | 良好 | 差 無法控制的熔融 |
| PET聚對苯二甲酸乙二酯 | 尚可 + 添加劑 透明 PET 會讓 1064 nm 穿透 | 良好 | 差 無法控制的熔融 |
| 聚苯乙烯PS、HIPS | 良好 容易碳化;製程窗口窄 | 良好 | 差 |
| 縮醛樹脂POM | 差 + 添加劑 解鏈成揮發物而非碳化 | 差 | 差 |
| PVC硬質與軟質 | 尚可 + 添加劑 會釋放 HCl——必須配備酸性氣體排煙設備 | 良好 醫療導管的首選 | 尚可 電線電纜的傳統選擇 |
| PPS聚苯硫醚 | 良好 MOPA,20-40 ns,>100 kHz | 良好 | 差 |
| PEEK聚醚醚酮 | 良好 打出深色標記;需控制能量 | 良好 | 差 |
| PEI 與 PSU聚醚醯亞胺、聚碸 | 良好 打標清晰,通常無需輔助 | 良好 | 差 |
| 聚醯亞胺PI 薄膜、軟性電路板 | 尚可 本身已呈深色——對比範圍窄 | 優異 軟性電路板的標準選擇 | 差 |
| LCP液晶聚合物 | 差 + 添加劑 抗拒形成標記的反應 | 尚可 | 差 |
| PTFE 與氟聚合物PTFE、FEP、PFA | 差 + 添加劑 | 良好 + 添加劑 含填料或改質等級效果最佳 | 差 會分解;產生有害煙霧 |
| 矽膠LSR、HCR | 差 + 添加劑 | 良好 首選;保護表面 | 差 |
沒有符合這些篩選條件的塑膠。請嘗試「任何標記」,或向我們詢問您的樹脂。
評級只是起點,而非規格。許多「差」的結果,在樹脂中混煉雷射打標添加劑後(標示為 + 添加劑)都能變好;而當樹脂不吸收雷射時,使用添加劑通常比更換雷射技術更便宜。
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ABS 部分為芳香族,容易碳化:在淺色等級上形成深色標記,在深色等級上形成發泡的淺色標記。含顏料的等級通常無需添加劑即可打標;添加 0.5-3% 的雷射敏感添加劑可提升淺色零件的對比度與打標速度。
聚碳酸酯的芳香族主鏈容易碳化,只需少量或無需添加劑即可得到強烈的深色對比。透明 PC 會讓 1064 nm 穿透,因此請使用 UV 雷射或可雷射打標的透明等級。打標數小時後可能出現應力銀紋——這表示能量輸入過於激進。
兩者皆為芳香族且碳化良好,因此無需添加劑即可輕易打標。最常見的錯誤是過度打標——請控制能量。
壓克力幾乎完全讓近紅外線穿透,因此光纖雷射光束會直接穿過。請使用壓克力能強烈吸收並可乾淨霧化的 CO2 雷射、UV 雷射,或可雷射打標的透明複合材料。澆鑄壓克力的霧化效果比押出壓克力更一致。
聚丙烯對近紅外線吸收不佳,且會解聚而非碳化,因此未改質的材料在任何功率下對比度都很弱。加入雷射打標添加劑後,即可在生產速度下打出清晰的標記——酒瓶軟木塞與瓶蓋內蓋的產速可達每分鐘 2,000 件。
聚乙烯在 1060-1070 nm 幾乎不吸收,無添加劑時打出的標記幾乎無法辨識。它通常比聚丙烯容易打標,而 HDPE 最容易。
TPO 與許多 TPE 等級屬脂肪族,表現與聚丙烯相似:需要雷射添加劑。在眾多黑色 TPE 上,以短脈衝 MOPA 雷射打出發泡的淺色標記,通常是唯一清晰可讀的選擇。
未改質的尼龍在 1064 nm 吸收很少,因此對比度取決於顏料或雷射添加劑;常見的效果有黑底白色標記、白底黑色標記與藍底白色標記。在玻纖強化等級上,富含樹脂的表面至關重要——富含纖維的表面打標效果很差。尼龍具吸濕性,水分會改變其打標表現。
其半芳香族主鏈比 PA 6 或 PA 66 更容易碳化,因此通常無需添加劑。大多數等級含 30-50% 玻璃纖維,因此需注意纖維外露。
聚酯天生在紅外線雷射下就有良好的打標傾向,含填料等級更佳。由於會產生無法控制的熔融,一般不建議以 CO2 雷射為聚酯打標。
不透明 PET 在光纖雷射下的打標效果中等至良好;透明 PET 會讓 1064 nm 穿透,需要使用 UV 雷射或可雷射打標的等級。UV 對 PET 等芳香族聚合物效果良好。
芳香環使聚苯乙烯容易碳化,因此要打出標記很容易。真正的問題在於製程窗口窄:其軟化點低,能量過高就會使標記熔融。
縮醛樹脂會解鏈成揮發物而非碳化,使其成為最難打標的塑膠之一。Sabreen 的專利光纖雷射打標製程,能在過去無法打標的縮醛樹脂上達成淺底深色的對比標記。
PVC 含氯量約 57%,雷射加工時會釋放具腐蝕性的氯化氫,因此只能在配備針對酸性氣體規格之排煙設備的情況下打標——Sabreen 的一般建議是,除非已具備這些管控措施,否則應避免以雷射加工 PVC。UV 可將 HCl 的生成降至最低,是醫療導管的首選。
PPS 通常無需添加劑即可打標,但其耐熱性使製程窗口變窄。若要在常見的黑色玻纖強化等級上打出淺色標記,脈衝寬度 20-40 ns、頻率高於 100 kHz 的 MOPA 光纖雷射是合適的工具。
PEEK 無需添加劑即可打出深色標記,最常見的錯誤是過度打標。若要獲得最一致的結果,以 MOPA 光纖雷射搭配高溫雷射添加劑(可耐受 350-400°C 加工溫度)是最佳的平衡;UV 則是替代方案。
PEI 與聚碸等高溫芳香族聚合物可打出清晰的深色標記,通常無需添加劑。
聚醯亞胺為芳香族且本身已呈深色,因此對比範圍窄。軟性電路板加工以 UV 為主流;在銅線路上方的薄膜上,必須使用 355 nm。
與其他高溫聚合物一樣,LCP 會抗拒形成雷射標記的熱反應。高溫添加劑可使打標變得可行。
碳-氟鍵極為牢固,且 PTFE 缺乏發色團。UV 與 CO2 的效果優於近紅外線,含填料或添加劑改質的等級才是可靠的途徑。氟聚合物煙霧須進行專門的健康與安全評估。
矽膠首選 UV:醫療級矽膠偏好 UV 打標,以保持表面完整性與生物相容性。光纖雷射打標需要可雷射打標的等級。
+ 添加劑標籤表示雷射打標添加劑通常可使結果變為良好。添加劑在成品中的添加量為 0.01% 至 4.0%(重量比),最佳化後通常為 0.01-2.0%,且通常也能加快打標速度。
光纖雷射(1064 nm)是生產主力,在大多數打標應用中總持有成本最低,且在深色與含顏料塑膠上效果優異。碳黑在 1064 nm 下吸收強烈,因此黑色等級通常完全無需添加劑即可打標。許多未含顏料及透明的塑膠在此波長下幾乎不吸收。具可調脈衝寬度的 MOPA 光纖雷射,為熱敏感聚合物及深色塑膠上的淺色標記提供更大的調整空間。
UV 雷射(355 nm)打標時產生的熱量少得多。對於不使用添加劑的熱敏感與透明零件、精細圖案、矽膠及聚醯亞胺軟性電路板而言,是實用的選擇,但設備投資成本高於光纖雷射。
CO2 雷射(10.6 µm,也有 9.3 µm)幾乎會在所有塑膠的表面被吸收,產生雕刻、霧化或切割效果,而非使其變深色。壓克力可乾淨地霧化;在大多數其他塑膠上,連續波 CO2 雷射無法打出高對比標記。
綠光(532 nm)與 UV 光束也可聚焦於透明零件內部,進行內雕打標。
深色標記來自碳化,較長的脈衝與較多熱量有利於形成;在淺色零件上對比最佳,且耐磨耗、耐 UV。淺色標記來自發泡,短脈衝、高峰值功率有利於形成——這是在深色零件上打出白色標記的標準途徑,但發泡標記的耐磨耗性較差。
光纖雷射(1064 nm)是生產主力,總持有成本最低,在深色與含顏料塑膠上效果優異——但許多未含顏料的塑膠需要雷射添加劑才能吸收該波長。對於不使用添加劑的熱敏感與透明零件,UV 雷射(355 nm)是實用的選擇。CO2 雷射是雕刻與霧化,而非使其變深色,在壓克力上表現出色。
單靠本身效果不佳:聚丙烯對近紅外線吸收不佳,且會解聚而非碳化,因此未改質的材料在任何功率下對比度都很弱。混煉雷射打標添加劑後,即可在生產速度下打出清晰的標記。
一種雷射敏感顏料——通常以色母粒形式供應——可吸收雷射能量,促使周圍塑膠產生碳化或變色。在成品中的添加量為 0.01% 至 4.0%(重量比),最佳化後通常為 0.01-2.0%,且添加劑通常能以較低功率實現更快的打標速度。
深色標記來自碳化,較長的脈衝與較多熱量有利於形成;在淺色零件上最明顯。淺色標記來自發泡,短脈衝、高峰值功率有利於形成,是在深色零件上打出白色標記的標準途徑。碳黑在 1064 nm 下吸收強烈,這就是黑色等級通常無需添加劑即可發泡形成淺色標記的原因。
Sabreen 為量產塑膠開發雷射打標製程與添加劑配方。請提供樹脂、顏色及所需的標記。
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