Маркировка лазерная. Основные виды. Достоинства и недостатки.

Существует четыре типа лазерного воздействия на поверхность обрабатываемого материала: a) cоздание поверхностного контраста, б) оплавление поверхности,

в) гравировка поверхности или полное удаление материала, г) гравировка поверхности с оплавлением.

Создание поверхностного контраста — характеризуется высокими скоростями сканирования луча по поверхности и/или короткими продолжительностями пульсов. Цвет изменяется только на поверхности материала, которая поглощает свет. Это создаёт видимый контраст с необработанной поверхностью материала. Данный тип известен как фотохимический эффект. Таким способом, например, зачастую маркируются этикетки товаров. При этом используется специальная термобумага, меняющая окраску под действием луча. Аналогичным способом работают некоторые факсимильные аппараты.

К преимуществам данного типа маркировки можно отнести:

– низкую мощность, необходимую для создания рисунка;

– компактность оборудования, работающего по этой технологии;

– сверхвысокую производительность (скорость скан. луча может достигать 1500 мм/сек);

– возможность получения высокой разрешающей способности;

– бесконтактность обработки.

Недостатками являются:

– необходимость применять для маркировки специальные материалы;

– возможная порча отпечатка со временем под действием солн. света, температуры и др.

Оплавление поверхности — более медленный процесс, при котором материал достигает температуры плавления и через химический распад, эффекты окисления или изменение в поверхностной морфологии обеспечивает видимую маркировку. Редко применяется при маркировке металлических поверхностей из-за низкого контраста. Например, белая маркировка на темных пластмассовых поверхностях появляется из-за вспенивания пластмассы, обрабатываемой лазерным лучом. Лазерный луч плавит пластмассу, в которой создаются пузырьки газа из-за сгорания углерода с образованием CO2 или непосредственно теплового разложения пластмассы. Пузырьки газа поднимаются у поверхности, но не покидают материал из-за отвердевания расплавленного пластика, образуя пену. К вспениванию склонны полиолефины и полиэтилены высокой плотности. Основным недостатком данного метода является низкая износостойкость маркировки.

Гравировка поверхности или полное удаление материала — самый медленный процесс маркировки, поскольку материал выпаривается. Маркировка становится хорошо видимой, поскольку окружающий свет противопоставляет глубину канала рядом с немаркированным материалом. Технология получила широкое применение во всех областях производства. В микроэлектронике она применяется для маркировки заготовок, изделий и оснастки на всех стадиях разработки и производства, например, для кремниевых пластин.

Значительную роль в данном типе маркировки играют параметры обрабатываемого материала. Наиболее существенные из них — теплопроводность, скрытая теплота испарения и коэффициент отражения лазерного излучения. Если исходить из того, что весь удаляемый материал испаряется, то количество материала, которое можно удалить с помощью лазера, будет ограничиваться величиной скрытой теплоты испарения.

Гравировка поверхности с оплавлением — комбинация удаления материала с оплавлением, которое происходит в основе гравированного канала.