Parametry znakowania laserowego to ustawienia techniczne i czynniki wpływające na jakość oraz efektywność procesu znakowania laserem. Choć mogłoby się wydawać, że nowoczesne znakowarki laserowe działają automatycznie, wymagają one wprowadzenia parametrów przez operatora. Parametry te różnią się w zależności od rodzaju materiału, pożądanej jakości znakowania oraz używanego urządzenia laserowego.
W wielu przypadkach oprogramowanie automatycznie dostosowuje ustawienia maszyny laserowej na podstawie oznaczanego materiału, jednak operator musi znać te parametry i wiedzieć, do czego służą. Oto kluczowe parametry, które należy wziąć pod uwagę przy znakowaniu laserowym:
Moc lasera (Laser Power)
Podawana w watach (W) określa intensywność wiązki laserowej. Wyższa moc jest zazwyczaj potrzebna do twardszych i gęstszych materiałów (np. przy znakowaniu metali) lub do uzyskania głębszego grawerowania. Zbyt wysoka moc może powodować przegrzewanie i uszkodzenie materiału, natomiast zbyt niska moc może skutkować słabym oznaczeniem.
Przy znakowaniu metali zazwyczaj ustawia się moc w zakresie od 50 W, natomiast przy znakowaniu tworzyw sztucznych od 30 W.
Częstotliwość (Frequency)
Podawana w hercach (Hz) określa, ile razy na sekundę wiązka laserowa "wyzwala" impuls. Wyższa częstotliwość jest odpowiednia do uzyskania delikatnych detali, gładkich powierzchni oraz materiałów o niskiej wrażliwości na ciepło, takich jak metale czy tworzywa sztuczne. Niższa częstotliwość jest zazwyczaj stosowana do szybkiego znakowania, dużych powierzchni znakowania lub głębokiego grawerowania metali i chropowatych powierzchni.
Wysoka częstotliwość może zwiększać nagrzewanie się znakowanego materiału, a niska częstotliwość może powodować nierówne lub przerywane oznaczenia. Dla metali zazwyczaj stosuje się częstotliwość w zakresie 20-60 kHz, natomiast dla innych materiałów 10-30 kHz.
Długość impulsu (Pulse Duration)
Ten parametr znakowania laserowego określa, jak długo wiązka laserowa jest aktywna przy każdym impulsie. Krótkie impulsy (nanosekundy, pikosekundy) są często używane do bardzo precyzyjnego znakowania, podczas gdy długie impulsy można wykorzystać do głębszego lub szerszego znakowania. Przy ultrakrótkich impulsach (femtosekundy) możliwe jest osiągnięcie ekstremalnej precyzji przy minimalizacji wpływu ciepła na otaczający materiał.
Prędkość ruchu (Speed)
Ten parametr określa, jak szybko głowica laserowa porusza się po znakowanym materiale. Im większa prędkość, tym krótszy czas działania lasera na materiał. Wyższa prędkość jest odpowiednia do płytkiego znakowania i produkcji masowej o wysokiej wydajności. Zbyt duża prędkość może jednak negatywnie wpłynąć na jakość oznaczenia. Niższa prędkość jest stosowana do głębokiego i wysoce kontrastowego znakowania.
Przy znakowaniu metali zazwyczaj stosuje się prędkość 200-400 mm/s, a przy znakowaniu tworzyw sztucznych 400-1000 mm/s. Prędkość powinna być dostosowana do mocy lasera i częstotliwości. Nadmierna prędkość może prowadzić do słabego znakowania lub utraty detali.
Zaostrzenie (Focus)
Ten parametr określa, jak precyzyjnie wiązka laserowa jest skupiona na powierzchni materiału. Prawidłowe ustawienie zaostrzenia zapewnia, że punkt ogniskowy wiązki laserowej jest dokładnie umieszczony na powierzchni materiału. Parametr focus wpływa na ostrość znakowania i gęstość energii, co jest kluczowe dla osiągnięcia wymaganej jakości znakowania.
Wzór wypełnienia i gęstość (Fill Pattern, Density)
Wzór wypełnienia może być ustawiony na wartość "Single-line fill", co pozwala na szybkie, proste znakowanie o przeciętnej jakości. Większy kontrast i bardziej szczegółowe oznaczenia zapewnia ustawienie "Double-line fill", idealne dla bardziej złożonych znaków. Wzór "Grid fill" jest odpowiedni do znakowania dużych powierzchni, ale jest wolniejszy od pozostałych metod.
Gęstość wypełnienia, czyli odstępy między liniami, może być ustawiona na małe odstępy (0,01-0,05 mm) lub duże odstępy (0,1-0,2 mm). Małe odstępy są odpowiednie do znakowania o wysokim kontraście i dużej precyzji. Duże odstępy stosuje się do szybkiego lub mniej precyzyjnego znakowania, co sprawdza się przy większych powierzchniach lub mniej szczegółowych oznaczeniach.
Średnica wiązki (Beam Diameter)
Ten parametr znakowania laserowego określa rozmiar obszaru, na którym wiązka jest skupiona. Wartość ta wpływa na wielkość oznaczanego obiektu lub tekstu. Mniejsza średnica wiązki oznacza większą precyzję, ale niższą prędkość, natomiast większa średnica wiązki jest skuteczna przy szybkim znakowaniu większych powierzchni.
Interwały czasowe między impulsami (Pulse Interval)
Czas między poszczególnymi impulsami określa intensywność znakowania i efekt końcowy. Krótsze interwały mogą prowadzić do bardziej wyrazistego oznaczenia, ale także do przegrzewania materiału.
Obszar znakowania (Marking Area)
Obszar znakowania definiuje wielkość pola, które laser może oznaczyć. Jest to istotny parametr przy wyborze urządzenia laserowego, które musi pokrywać wymagany obszar. Możliwe jest oczywiście znakowanie elementów o różnych rozmiarach i kształtach.
Warstwowanie (Layering)
Niektóre materiały (np. metale) mogą wymagać więcej niż jednego przejścia znakowania lub kilku warstw w celu uzyskania pożądanego kontrastu lub głębokości. Przy znakowaniu metali, takich jak stal nierdzewna czy aluminium, należy odpowiednio dostosować warstwowanie, aby oznaczenie było widoczne i trwałe.
Podsumowanie
Znakowanie laserowe jest wysoce konfigurowalne dzięki wielu parametrom. Ich prawidłowe ustawienie jest kluczowe dla uzyskania wysokiej jakości, efektywnego i precyzyjnego oznaczenia. Chociaż każdy parametr jest istotny, dwa najważniejsze ustawienia dla operatora to prędkość i moc lasera. Można je regulować w zakresie 0-100%, określając moc wyjściową lasera oraz prędkość głowicy laserowej.
Większość znakowarek laserowych posiada automatyczne ustawienia, które dobierają optymalną rozdzielczość w zależności od materiału i innych parametrów. Często jednak konieczne jest ręczne eksperymentowanie z ustawieniami, aby uzyskać satysfakcjonujący efekt znakowania.
Firma Pramark jest wiodącym dostawcą znakowarek laserowych, przeznaczonych specjalnie do zastosowań w przemyśle.