ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
ABS 部分含芳香结构,容易碳化:浅色牌号上形成深色标记,深色牌号上形成浅色发泡标记。着色牌号通常无需添加剂即可打标;在浅色件上添加 0.5-3% 的激光敏感添加剂可提高对比度和打标速度。
哪些塑料适合用光纤、UV 和 CO2 激光打标,预期会得到哪种标记,以及树脂何时需要激光打标添加剂。
塑料吸收激光能量并发生反应时形成标记:碳化(深色标记,最常见的机理)、发泡(深色零件上的浅色标记)、变色,或烧蚀表层(通常对比度较低)。树脂的吸收能力取决于聚合物本身、颜色和添加剂——这就是同一种塑料黑色时打标效果很好、本色时却几乎打不出标记的原因。
显示 21 种塑料中的 21 种。选择激光器类型,即可将最匹配的材料排在最前。
| 塑料 | 光纤1064 nm | UV355 nm | CO210.6 µm |
|---|---|---|---|
| ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 | 良好 浅色件上打深色,深色件上打浅色(发泡) | 良好 | 一般 棕褐色至棕色雕刻标记 |
| 聚碳酸酯PC | 优秀 碳化形成强烈的深色对比 | 优秀 透明、薄壁或医疗零件的首选 | 一般 雕刻出凹陷标记 |
| PC/ABS 和 ASA共混物 | 优秀 容易打标;过度打标是常见错误 | 良好 | 一般 |
| 亚克力PMMA | 较差 + 添加剂 几乎完全透过 1064 nm 激光 | 良好 | 优秀 干净的磨砂标记 |
| 聚丙烯PP | 较差 + 添加剂 实际上必须使用添加剂 | 一般 无需添加剂即可打标;对比度一般 | 较差 产生蚀刻;无对比度 |
| 聚乙烯HDPE、LDPE | 较差 + 添加剂 不加添加剂几乎无法辨认 | 一般 | 较差 蚀刻或雕刻 |
| TPO 及烯烃类 TPE热塑性弹性体 | 较差 + 添加剂 表现与 PP 相似;黑色牌号用 MOPA 可发泡成浅色标记 | 一般 | 较差 |
| 尼龙PA 6、PA 66 | 一般 + 添加剂 着色牌号可打标;本色牌号需添加剂 | 良好 | 较差 |
| PPA耐高温聚酰胺 | 良好 半芳香族;通常无需添加剂 | 良好 | 较差 |
| PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯 | 良好 填充牌号打标效果更好 | 良好 | 较差 熔化失控 |
| PET聚对苯二甲酸乙二醇酯 | 一般 + 添加剂 透明 PET 会透过 1064 nm 激光 | 良好 | 较差 熔化失控 |
| 聚苯乙烯PS、HIPS | 良好 易碳化;工艺窗口窄 | 良好 | 较差 |
| 缩醛POM | 较差 + 添加剂 解聚为挥发物而非碳化 | 较差 | 较差 |
| PVC硬质和软质 | 一般 + 添加剂 释放 HCl——必须配备酸性气体抽排装置 | 良好 医用导管的首选 | 一般 电线电缆的传统选择 |
| PPS聚苯硫醚 | 良好 MOPA,20-40 ns,>100 kHz | 良好 | 较差 |
| PEEK聚醚醚酮 | 良好 打出深色标记;需控制能量 | 良好 | 较差 |
| PEI 和 PSU聚醚酰亚胺、聚砜 | 良好 标记清晰,通常无需添加剂 | 良好 | 较差 |
| 聚酰亚胺PI 薄膜、柔性电路 | 一般 本身已呈深色——对比度范围窄 | 优秀 柔性电路的标准方案 | 较差 |
| LCP液晶聚合物 | 较差 + 添加剂 不易发生形成标记的反应 | 一般 | 较差 |
| PTFE 及含氟聚合物PTFE、FEP、PFA | 较差 + 添加剂 | 良好 + 添加剂 填充或改性牌号效果最佳 | 较差 分解;产生有害烟气 |
| 有机硅LSR、HCR | 较差 + 添加剂 | 良好 首选;可保护表面 | 较差 |
图表中没有符合这些筛选条件的塑料。请尝试“任意标记”,或就您的树脂咨询我们。
评级只是起点,而非技术规格。在树脂中混炼激光打标添加剂后(标注为“+ 添加剂”),许多“较差”的结果会变为良好;当树脂不吸收激光时,使用添加剂通常比更换激光技术更经济。
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ABS 部分含芳香结构,容易碳化:浅色牌号上形成深色标记,深色牌号上形成浅色发泡标记。着色牌号通常无需添加剂即可打标;在浅色件上添加 0.5-3% 的激光敏感添加剂可提高对比度和打标速度。
聚碳酸酯的芳香主链容易碳化,只需少量添加剂甚至无需添加剂即可获得强烈的深色对比。透明 PC 会透过 1064 nm 激光,因此应使用 UV 激光或可激光打标的透明牌号。打标数小时后可能出现应力银纹——这表明能量输入过强。
两者都含芳香结构且易于碳化,因此无需添加剂即可轻松打标。过度打标是常见错误——应控制能量。
亚克力几乎完全透过近红外光,因此光纤激光束会直接穿过。应使用亚克力能强烈吸收并干净磨砂的 CO2 激光、UV 激光,或可激光打标的透明料。浇铸亚克力的磨砂效果比挤出亚克力更稳定。
聚丙烯对近红外光吸收很差,受激光作用时会解聚而非碳化,因此未改性材料在任何功率下对比度都很弱。加入激光打标添加剂后,可在生产速度下打出清晰标记——葡萄酒瓶塞和瓶盖内盖的打标速度可达每分钟 2,000 件。
聚乙烯在 1060-1070 nm 几乎没有吸收,不加添加剂时打出的标记几乎无法辨认。它通常比聚丙烯容易打标,其中 HDPE 最容易。
TPO 和许多 TPE 牌号为脂肪族结构,表现与聚丙烯相似:需要激光添加剂。在大量黑色 TPE 上,使用短脉冲 MOPA 激光器打出的浅色发泡标记通常是唯一清晰可辨的选择。
未改性尼龙在 1064 nm 吸收很少,因此对比度取决于颜料或激光添加剂;常见效果有黑底白字、白底黑字和蓝底白字。在玻纤增强牌号上,富树脂表面至关重要——富纤维表面打标效果很差。尼龙具有吸湿性,水分会改变其打标效果。
半芳香主链比 PA 6 或 PA 66 更容易碳化,因此通常无需添加剂。大多数牌号含 30-50% 玻纤,需注意玻纤外露。
聚酯天然易于在红外激光下获得良好标记,填充牌号效果更佳。由于会发生不受控的熔化,一般不建议用 CO2 激光对聚酯打标。
不透明 PET 在光纤激光下打标效果中等至良好;透明 PET 会透过 1064 nm 激光,需要使用 UV 激光或可激光打标的牌号。UV 激光对 PET 等芳香族聚合物效果良好。
芳香环使聚苯乙烯容易碳化,因此打出标记并不难。真正的问题在于工艺窗口窄:其软化点低,能量过高会使标记熔化。
缩醛受激光作用时会解聚为挥发物而不是碳化,是最难打标的塑料之一。Sabreen 的专利光纤激光打标工艺可在以往无法打标的缩醛上实现浅底深色的对比标记。
PVC 含氯约 57%,激光加工时会释放具有腐蚀性的氯化氢,因此只能在配备针对酸性气体设计的烟尘抽排装置的条件下打标——Sabreen 的总体建议是:除非具备这些控制措施,否则应避免对 PVC 进行激光加工。UV 激光可将 HCl 的产生降至最低,是医用导管的首选。
PPS 通常无需添加剂即可打标,但其耐热性使工艺窗口较窄。要在常见的黑色玻纤增强牌号上打出浅色标记,应使用脉宽 20-40 ns、频率 100 kHz 以上的 MOPA 光纤激光器。
PEEK 无需添加剂即可打出深色标记,过度打标是常见错误。要获得最稳定的效果,MOPA 光纤激光器配合耐高温激光添加剂(能承受 350-400°C 加工温度)是最佳平衡方案;UV 激光是替代选择。
PEI 和聚砜等耐高温芳香族聚合物可打出清晰的深色标记,通常无需添加剂。
聚酰亚胺为芳香族且本身颜色已深,因此对比度范围窄。柔性电路领域以 UV 激光为主;在覆于铜线路之上的薄膜上,必须使用 355 nm。
与其他耐高温聚合物一样,LCP 不易发生形成激光标记的热反应。加入耐高温添加剂后即可实现打标。
碳氟键极其牢固,且 PTFE 缺乏发色团。UV 和 CO2 激光的效果优于近红外激光,填充或添加剂改性的牌号是可靠的途径。含氟聚合物烟气需要进行专门的健康与安全评估。
有机硅首选 UV 激光打标:医用级有机硅倾向于采用 UV 激光打标,以保持表面完整性和生物相容性。光纤激光打标需要使用可激光打标的牌号。
+ 添加剂标签表示加入激光打标添加剂后,通常可获得良好的结果。成品零件中添加剂的添加量为 0.01% 至 4.0%(重量比),优化后通常为 0.01-2.0%,而且通常还能提高打标速度。
光纤激光器(1064 nm)是生产主力,对大多数打标应用而言总拥有成本最低,在深色和着色塑料上效果出色。炭黑在 1064 nm 处吸收强烈,因此黑色牌号通常无需任何添加剂即可打标。许多未着色和透明塑料在该波长下几乎不吸收。MOPA 光纤激光器的脉宽可调,为热敏聚合物以及在深色塑料上打浅色标记提供了更大的工艺余地。
UV 激光器(355 nm)打标时产生的热量少得多。对于无添加剂的热敏零件和透明零件、精细特征、有机硅以及聚酰亚胺柔性电路,它们是实用之选,但设备投资高于光纤激光器。
CO2 激光器(10.6 µm,以及 9.3 µm)的能量几乎在所有塑料的表面被吸收,产生的是雕刻、磨砂或切割效果,而非变暗。亚克力可获得干净的磨砂效果;在大多数其他塑料上,连续波 CO2 激光器无法打出高对比度标记。
绿光(532 nm)和 UV 光束还可以聚焦在透明零件内部,进行内雕(次表面)打标。
深色标记来自碳化,较长的脉冲和较多的热量有利于碳化;在浅色零件上对比度最佳,且耐磨损、耐 UV。浅色标记来自发泡,短脉冲、高峰值功率有利于发泡——这是在深色零件上打出白色标记的标准方法,但发泡标记的耐磨性较差。
光纤激光器(1064 nm)是生产主力,总拥有成本最低,在深色和着色塑料上效果出色——但许多未着色塑料需要激光添加剂才能吸收该波长。UV 激光器(355 nm)是无添加剂的热敏零件和透明零件的实用之选。CO2 激光器产生雕刻和磨砂效果而非变暗,在亚克力上表现尤为出色。
单独使用时效果不佳:聚丙烯对近红外光吸收很差,受激光作用时会解聚而非碳化,因此未改性材料在任何功率下对比度都很弱。混炼激光打标添加剂后,可在生产速度下打出清晰标记。
一种激光敏感颜料——通常以母粒形式供应——它吸收激光能量,促使周围塑料发生碳化或变色。成品零件中的添加量为 0.01% 至 4.0%(重量比),优化后通常为 0.01-2.0%,添加剂通常可在更低功率下实现更快的打标速度。
深色标记来自碳化,较长的脉冲和较多的热量有利于碳化;在浅色零件上效果最佳。浅色标记来自发泡,短脉冲、高峰值功率有利于发泡,是在深色零件上打出白色标记的标准方法。炭黑在 1064 nm 处吸收强烈,因此黑色牌号通常无需添加剂即可发泡形成浅色标记。
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