目前的激光技術多用於(yu) 實用方麵,而很少被應用於(yu) 產(chan) 品的裝飾上,例如,利用激光標誌技術將批號、日期、 編碼等印在塑料製品上。汽車和電子設備的生產(chan) 商通過它將產(chan) 品的曆史、庫存編號及使用信息印在各種零件上。目前,激光標誌技術也逐漸被應用在電腦鍵盤、手機 和計算器上的字母和數字的印刷中,同時它還可用於(yu) 印刷汽車儀(yi) 表盤塑料控製按鈕上的顯示信息。
盡管激光標誌技術的 出現已經有幾十年的曆史了,但它的發展卻一直比較緩慢,其中顏色的限製是推廣該技術的最大障礙,另外,昂貴的激光標誌儀(yi) 器也讓塑料加工商們(men) 望而卻步。但最 近樹脂和顏料生產(chan) 廠商成功地擴大了激光標誌技術的顏色範圍,新的激光標誌技術也提高了生產(chan) 效率。例如有一種激光發射器可以用一束激光同時加工2個(ge) 零件。這 些技術上的進步重新激起了人們(men) 對激光標誌技術的興(xing) 趣。
采用激光標誌技術可以得到各種顏色
由於(yu) 激光束的路徑可以由電腦自由地控製,所以激光標誌技術比使用墨水和蒙片的印刷方法更靈活,並能夠更好的運用於(yu) 定製產(chan) 品。另外由於(yu) 這種技術不需要墨水、溶劑、蒙片和其他耗材,所以其加工成本也相對比較便宜。
CO2 激光發射裝置應用廣泛
利用激光束,人們(men) 可以將日期、地區代碼、文字信息、條形碼、標識語或裝飾圖案等印在塑料製品上。與(yu) 其他標誌技術如壓染印刷和噴墨印刷相比,激光標誌技術更為(wei) 清潔,更能為(wei) 環境所接受。
采用激光標誌技術在製品上打上標誌
幾乎所有的商用樹脂 都可以通過激光標誌技術來進行加工,另外有一小部分樹脂需要加入添加劑後再進行加工。激光通過4種不同的物理或化學過程在塑料製品上印上標誌: 變色、發泡、蝕刻以及變色蝕刻。變色是由於(yu) 激光束在塑料表麵產(chan) 生局部高溫,繼而引起化學反應而產(chan) 生的。發泡歸因於(yu) 聚合物分子物理結構的改變,它使被照射表 麵呈現出淺色。蝕刻是通過樹脂表麵融化和再次凝固而得到的,被照射部分的外觀和周圍未照射部分不同。變色蝕刻則是由高強度的激光照射塑料表麵發生的蝕刻和 部分碳化而產(chan) 生的。
利用激光技術可能在深底上得到一個(ge) 淺色標誌,也可能在淺底上得到一個(ge) 深色標誌,這取決(jue) 於(yu) 使用的原料及添加劑。最常用 的激光標誌技術可得到白色、黑色以及各種不同梯度的灰色。但最新的技術可在彩色背景上得到深色或淺色標誌。這些標識可以呈現白色、黑色或各種不同梯度的背 景色。
添加劑在激光標誌技術中 扮演著一個(ge) 重要的角色。它們(men) 可以提高聚合物對激光的敏感度,從(cong) 而使被照射部分和未被照射部分的對比加強。例如,聚乙烯和聚丙烯對普通激光的吸收很差,因此 必須加入添加劑才能對其采用激光標誌技術。其他聚合物,如PVC、PET和 ABS則很容易吸收激光,所以無需加入添加劑。添加劑還可用於(yu) 改善被照射塑料表麵的性能,並加快標誌的速度。

在激光標誌技術中 最常用的添加劑有:金屬氧化物塗覆雲(yun) 母、粘土、滑石粉和銻、銅及其他金屬鹽。目前,Clariant、Engelhard、Merck、Ticona、 PolyOne以及Bayer等公司都能夠提供激光標誌技術專(zhuan) 用的添加劑、顏料及樹脂,而且許多供應商可以提供顧客所需的特定樹脂,裏麵混有用於(yu) 激光標誌的添加劑、顏料和著色劑。
儀(yi) 器設備
最常用的塑料標誌激光裝置是二氧化碳激光器和釹-釔鋁石榴石激光器(亞(ya) 格激光器)。因為(wei) 與(yu) 後者相比更為(wei) 便宜,所以二氧化碳激光器的使用更為(wei) 廣泛。二氧化碳激 光器能發射出波長為(wei) 10.6μm的遠紅外線,激光照射到帶圖案的麵板上從(cong) 而製得標誌。有些機型還可以通過點矩陣將激光束轉化為(wei) 激光點。最新的二氧化碳激光 器能夠提供連續的激光束,因此可以像筆一樣將信息寫(xie) 在塑料零件上。在生產(chan) 量很大、但對圖案精度要求不是很高的情況下,適於(yu) 選擇二氧化碳激光發射裝置,因為(wei) 它每分鍾可印出多達6000個(ge) 標誌。二氧化碳激光器能夠加工刻畫大部分標誌,如日期、編碼、文字信息等。
釹-釔鋁石榴石激光器激光發射裝置靈活度大,精確度高
與(yu) 二氧化碳激光器相比,亞(ya) 格激光器更為(wei) 靈活,改變標誌形態及字體(ti) 等操作也更加容易掌握。該激光器的另 一個(ge) 優(you) 點是它能夠製作出高精確度的標誌,所以它適用於(yu) 需要高質量標誌的場合,如電子連接器和醫用器械。目前最新的設備還能夠一次刻畫出兩(liang) 個(ge) 標誌,從(cong) 而大大 提高了生產(chan) 效率。亞(ya) 格激光器能發射出1.064μm的近紅外線、綠光波和紫外線,但是一台完整的亞(ya) 格激光發射裝置的平均成本比二氧化碳激光器的成本要高出 一倍。
釹-釔鋁石榴石激光發射裝置在尼龍11上做出的標誌
現在的激光標誌設備完全由電腦所控製,通常允許操作者在生產(chan) 過程中改變命令,其線速度可達1000mm/s。
配方
人們(men) 需要得到的往往是那種和周圍環境對比更為(wei) 明顯的激光標誌,所以配方設計師必須熟悉怎樣將樹脂、添加劑和激光裝置結合起來以得到最佳效果。由於(yu) 不同的添加 劑在特定的激光裝置中會(hui) 產(chan) 生不一樣的效果,有些添加劑會(hui) 引起不必要的變色或物理性能的下降,比如,頁矽酸鹽和雲(yun) 母在二氧化碳激光發射裝置上得到的標誌最理 想,而銻氧化物則在亞(ya) 格激光發射裝置上能夠取得最佳的效果。因此,塑料加工商必須知道他們(men) 在激光標誌過程中所使用的添加劑的性能及其存在的缺點。
因為(wei) 大部分塑料包含了其他的一些添加劑,諸如增塑劑、穩定劑、阻燃劑、脫模劑、抗靜電劑和顏料等,所以還必須測試一下這些添加劑會(hui) 對激光標誌添加劑產(chan) 生什麽(me) 影響。樹脂中已有的添加劑有時候對激光標誌有增強效果,但有時也會(hui) 起到削弱的作用。
另外,進行激光標誌的樹脂配方中還有可能含有諸如玻璃纖維、著色劑、阻燃劑等其他添加劑,所以加工商可以選擇特殊的混合服務,要求配方研究人員對這些添加劑進行最佳組合混配以達到最理想的綜合性能。一般來說,尤其要對聚酰胺、聚丙烯和聚碳酸酯樹脂等進行重點考慮。
如果加工商需要將激光標誌添加劑直接加入樹脂顆粒中,一般建議將偶聯劑添加到樹脂顆粒表麵,這樣可以避免樹脂與(yu) 添加劑的分離。另外,在考慮使用性能時,應首先了解所有激光標誌添加劑的安全性能。如果最終產(chan) 品將被用於(yu) 食品或藥品上,這點尤為(wei) 重要。
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