Laserowe technologie należą do najnowocześniejszych i najskuteczniejszych metod znakowania przemysłowego. Dzięki precyzji, szybkości i elastyczności umożliwiają tworzenie trwałych, kontrastowych i estetycznie doskonałych oznaczeń na szerokiej gamie materiałów. Zastosowanie laserów obejmuje znakowanie numerów seryjnych, logotypów oraz grawerowanie złożonych kodów, takich jak QR-kody czy DataMatrix.
Podstawowe typy laserów
• Laser fibrowy – idealny do znakowania metali i niektórych tworzyw sztucznych, charakteryzuje się wysoką sprawnością i precyzją. Pracuje z długością fali 1064 nm, co zapewnia stabilność i minimalny rozproszenie wiązki.
• Laser CO₂ – przeznaczony do znakowania materiałów organicznych, takich jak drewno, papier, skóra i szkło. Z powodu dłuższej fali (10600 nm) i większej średnicy wiązki ma niższą precyzję niż lasery fibrowe i Nd:YAG, ale jest nadal odpowiedni dla materiałów organicznych i niemetalicznych.
• Laser Nd:YAG (laser ciała stałego) – stosowany do znakowania metali, ceramiki, niektórych tworzyw sztucznych oraz materiałów wrażliwych na temperaturę. Krótkie impulsy o wysokiej mocy szczytowej pozwalają na precyzyjne znakowanie elementów elektronicznych, biżuterii i narzędzi medycznych. Pracuje z długością fali 1064 nm, podobnie jak lasery fibrowe.
• Laser UV – idealny do znakowania tworzyw sztucznych, szkła, elektroniki i delikatnych materiałów, gdzie konieczne jest minimalizowanie wpływu termicznego (np. mikroukłady, narzędzia medyczne). Krótsza długość fali (ok. 355 nm) pozwala uniknąć przegrzewania materiałów. Wady to niższa efektywność i wyższe koszty zakupu.
• Laser zielony (Green Laser) – używany do znakowania materiałów odblaskowych (np. miedź, złoto) oraz niektórych tworzyw sztucznych. Nadaje się również do delikatnych materiałów, takich jak szkło. Wykorzystuje długość fali 532 nm i ma ograniczone zastosowanie w przemyśle z powodu mniejszej mocy.
• Laser ekscimerowy – stosowany do precyzyjnego znakowania tworzyw sztucznych i mikroelektroniki, gdzie wymagana jest wysoka dokładność i minimalny wpływ cieplny. Wykorzystuje ultrafioletowe długości fal (193, 248, 308 lub 351 nm, w zależności od użytego gazu). Wadą są bardzo wysokie koszty eksploatacji i konserwacji.
• Laser diodowy – stosowany głównie do podstawowego znakowania i grawerowania, głównie na tworzywach sztucznych i materiałach organicznych. Jest kompaktowy i tani, ale jego moc jest niższa niż w przypadku laserów fibrowych czy CO₂. Długość fali wynosi 375–980 nm, w zależności od konstrukcji.
Lasery impulsowe vs. ciągłe
Lasery mogą działać w trybie impulsowym lub ciągłym. Lasery ciągłe emitują ciągłą wiązkę laserową. Lasery impulsowe wysyłają krótkie impulsy o regulowanej częstotliwości.
W zależności od aplikacji różne technologie znakowania wymagają różnych gęstości energii. Podniesienie mocy lasera zwiększa gęstość energii, ale generuje wyższe koszty.
Alternatywą jest tryb impulsowy, który pozwala uzyskać wyższe piki energii przy tej samej mocy. Można to porównać do uderzania gwoździa młotkiem – większa liczba uderzeń zmniejsza siłę każdego z nich.
Metale wymagają większej gęstości energii niż materiały organiczne, dlatego lasery fibrowe impulsowe są najlepszym wyborem do znakowania metali. Lasery impulsowe mogą również przyspieszyć proces znakowania.
Systemy laserowe impulsowe mogą być więc stosowane do aplikacji znakowania wymagających wyższej gęstości mocy, na przykład do znakowania metali. Mogą również realizować zadania z większą prędkością.
Zalety znakowania laserowego
Znakowanie laserowe oferuje liczne korzyści w porównaniu do tradycyjnych metod:
Trwałość: oznaczenia są odporne na ścieranie, chemikalia i temperaturę. Kluczowe np. dla narzędzi chirurgicznych, gdzie oznaczenie musi pozostać czytelne po wielokrotnej sterylizacji, oraz w przemyśle, gdzie musi wytrzymać obróbkę powierzchniową.
Precyzja: pozwala na tworzenie drobnych detali na małych i skomplikowanych elementach, np. w elektronice (mikrochipy, złącza) i jubilerstwie.
Elastyczność: możliwość znakowania szerokiej gamy materiałów, w tym metali (stal nierdzewna, aluminium, tytan), tworzyw sztucznych (ABS, poliwęglan), szkła, ceramiki i papieru. Można znakować powierzchnie płaskie, zakrzywione i nieregularne.
Szybkość: znakowanie laserowe jest znacznie szybsze niż grawerowanie mechaniczne czy druk, co ma kluczowe znaczenie w produkcji seryjnej.
Proces bezdotykowy: minimalizuje ryzyko uszkodzenia materiału i redukuje zużycie narzędzi, co obniża koszty konserwacji.