Laser khắc các thành phần làm bằng nhựa không chỉ bền và linh hoạt, mà còn rất thân thiện với môi trường và vật liệu. Bởi vì khi so với các quy trình khắc thông thường, nó không cần có mẫu hoặc vật tư tiêu hao như mực. Việc khắc laser trên bề mặt nhựa luôn chống nhòe và chống mài mòn. Về cơ bản có ba phương pháp khắc laser nhựa: thay đổi màu, thay đổi bề mặt và mài mòn các lớp.
Quy trình: Khắc laser của các bộ phận bằng nhựa
Việc khắc laser nhựa tập trung vào sự hấp thụ đủ của tia laser vào vật liệu. Bởi vì với kim loại, phần lớn nhất được phản xạ, trong khi với nhựa, sự truyền hoặc phản xạ khuếch tán đóng vai trò lớn hơn ngoài sự hấp thụ. Độ dẫn nhiệt thấp của nhựa dẫn đến tổn thất năng lượng thấp trong quá trình khắc. Điều này có nghĩa là vật liệu nhựa có thể được khắc nhanh hơn nhiều so với kim loại. Cấu trúc cơ bản cao phân tử của vật liệu nhựa thường hấp thụ trong vùng tử ngoại và trong vùng hồng ngoại xa, các chất phụ gia khác nhau như muội than hoặc thuốc nhuộm, tuy nhiên, trong các bước sóng khác nhau. Vì có các bước sóng khác nhau cho laser, bước sóng có thể được tối ưu hóa cho vật liệu tương ứng.
Loại nhựa nào có thể được khắc bằng laser?
Với laser nano giây quý vị có thể thực hiện được tùy thuộc vào vật liệu nhựa, bước sóng laser được sử dụng và phụ gia kết quả khắc tốt khác nhau.Để đạt được mức độ dễ đọc và chất lượng khắc cao, nên thêm phụ gia nhạy cảm với laser vào một số loại nhựa công nghiệp. Các đặc tính của vật liệu nhựa phần lớn được giữ lại.
Tùy thuộc vào ứng dụng, bước sóng laser đóng vai trò quan trọng trong việc ghi khắc vật liệu tổng hợp. Phạm vi vật liệu cho các loại nhựa dễ khắc có thể mở rộng khi laser thể rắn tần số gấp đôi (532nm, màu xanh lá) hoặc gấp ba (355nm, UV) cũng được sử dụng. Chúng thường đạt được kết quả tốt hơn so với các hệ thống tiêu chuẩn có bước sóng 1.064 hoặc 1.030nm.
Những gì cần được xem xét khi khắc vật liệu nhựa?
Nhựa là một vật liệu có nhiều công cụ khắc với một số thách thức. Trọng tâm là sự dễ đọc lâu bền của các vết khắc, chống lại các hạn chế tự nhiên như khi dùng mực chẳng hạn. Ngoài ra, nhựa không chỉ là nhựa. Điều đó có nghĩa là các tính chất và phụ gia khác nhau của vật liệu thường yêu cầu các giải pháp khắc phù hợp. Laser hoạt động linh hoạt hơn nhiều ở đây, chấp nhận ngay cả vết bẩn nhẹ trên bề mặt và có thể bắt đầu ngay lập tức mà không cần phải chuẩn bị mẫu – ví dụ như khi cần in lưới hoặc in đệm.
Các loại khắc laser được sử dụng với vật liệu nhựa
Sự thay đổi màu
Quá trình thay đổi màu bằng khắc laser vật liệu nhựa bao gồm thay đổi màu, tẩy trắng hoặc carbon hóa. Các phân tử màu có thể được tẩy trắng chọn lọc hoặc màu của chúng thay đổi. Năng lượng của chùm tia laser cố tình phá hủy các phân tử riêng lẻ – ví dụ như các sắc tố màu – hoặc thay đổi cấu trúc của chúng. Bề mặt vẫn còn nguyên vẹn và mịn. Trong quá trình cacbon hóa, nhựa có chứa carbon cháy hoặc cacbon hóa trên bề mặt. Quá trình này thường được sử dụng cho nhựa màu sáng.
Mài mòn
Nhựa nhiều lớp hoặc sơn mài có thể được khắc bằng laser bằng cách loại bỏ lớp mỏng trên cùng. Sự tương phản được tạo ra bởi màu sắc của vật liệu nền hoặc sơn gốc. Sơn hoặc các lớp đặc biệt của lá khắc laser được loại bỏ. Các phím trong nội thất của xe ô tô là một ví dụ về các vết khắc được làm bằng cách loại bỏ các lớp. Các biểu tượng có màu trắng trong ánh sáng ban ngày và được chiếu sáng từ phía sau vào ban đêm. Laser có độ ổn định xung với xung cao có sẵn cho các thiết kế ban ngày này để đảm bảo loại bỏ lớp chính xác và đồng nhất.
Đánh sủi bọt
Làm xốp bề mặt hoặc hỗn hợp nóng chảy là các quá trình biến đổi bề mặt. Để khắc laser vật liệu nhựa, tia laser làm tan chảy vật liệu ma trận theo cách được định hướng, tạo ra các bong bóng khí bị giữ lại khi nó nguội đi. Do đó, vết khắc nổi lên được tạo ra cao khoảng 20 đến 40 μm và tương đối rộng. Ánh sáng được phản xạ khuếch tán, khắc trên nhựa tối màu làm nó sáng lên. Do đó, làm xốp lớp bề mặt thường được sử dụng cho màu đen hoặc màu tối.
Thay đổi màu: sơ bộ quy trình
Lượng laser thay đổi các phân tử riêng lẻ theo cách được định hướng và do đó gây ra sự thay đổi màu sắc.
Làm thế nào các chất dẻo chống cháy có thể được khắc bằng laser?
Đặc biệt khi xử lý nhựa chống cháy, điều quan trọng là vật liệu và bước sóng phải được khớp tối ưu với nhau. Ở đây khuyến nghị sử dụng tia laser UV. Theo cách này các vết khắc màu xám đậm có thể được thực hiện trên các vật liệu nhẹ. Sự thay đổi màu được gây ra bởi sự phá vỡ các liên kết hóa học. Do vật liệu không cháy và không bị cacbon hóa, người ta gọi là "khắc lạnh" với chất lượng bề mặt cao.
Làm xốp lớp bề mặt: Sơ bộ quy trình
Khi làm xốp lớp bề mặt, dấu vết khắc nổi lên
Khắc vật liệu nhựa bằng laser: Ưu điểm
Linh hoạt
Laser có thể được thiết lập chính xác cho nhựa tương ứng với nhiều bước sóng, công suất và thông số có thể.
Gìn giữ
Nhờ việc khắc lạnh và không tiếp xúc với laser, bề mặt bộ phận hầu như không bị ảnh hưởng.
Chất lượng cao
Ngay cả việc khắc tinh vi nhất cũng đạt được với laser ở độ tương phản cao, sạch sẽ và không có bất kỳ vết bẩn nào.
Bền lâu
Khắc laser trên nhựa vẫn còn dễ đọc ngay cả sau nhiều năm vì chúng không thể phai màu cũng không bị chà xát.
Ví dụ ứng dụng khắc nhựa
Bộ xử lý giọng nói
Với bộ xử lý giọng nói với ăng-ten được khắc bằng laser TruMark Series 3000 (MED-EL Elektromedizin Geräte Gesellschaft m.b.H.):
Tay cầm chìa vặn vít
Tay cầm chìa vặn vít bằng vật liệu nhựa có khắc tia laser xung cực ngắn TruMicro Mark 2030 (KLS Martin):
Hình cầu thử nghiệm cho mô cấy ghép hông
Khắc nhựa 3D của hình cầu thử nghiệm cho mô cấy ghép hông bằng TruMark 6030 (SAMAPLAST AG)
Khắc nhãn căn cước
Với sự thay đổi màu sắc và làm xốp lớp mặt, các vết khắc khắc và hình ảnh có thể đọc được và có độ tương phản cao trên thẻ căn cước có thể được thực hiện linh hoạt.
Khắc nhãn sản phẩm
Ngay cả ở những nơi khó tiếp cận, công cụ laser linh hoạt áp dụng khắc nhãn sản phẩm có độ tương phản cao, có thể đọc được ở độ phân giải cao.
Stefan Schär, Trưởng bộ phận Hoàn thiện và Hậu cần Samaplast AG
Hệ thống laser giúp chúng tôi xử lý rất nhiều loại vật liệu. Tất cả các thông số liên quan đều được lưu trữ, chúng tôi có thể đọc hình học bộ phận mới bằng các tệp STEP và dễ dàng tạo chương trình
