Laser White Paper - En närmare titt på lasermärkning
Förutom industriell märkning med bläck blir laserbaserad markering av produkter alltmer etablerad inom märkning av produkter och förpackningar.
Det bläck som används för märkning av produkter med bläck är en avgörande faktor. Användarna har ett ständigt växande urval av bläck att välja mellan, som skiljer sig åt när det gäller färg, ljusbeständighet, torkbeteende och många andra egenskaper. Ett perfekt tryckresultat kan endast uppnås genom att välja det optimala bläcket. Bläcket har sällan någon inverkan på produktens yta eller dess egenskaper.
Vid märkning med laser sker däremot alltid en bearbetning av materialet och en förändring av ytan på det substrat som ska märkas. Beroende på materialet, lasern och de individuella inställningsparametrarna är en mängd olika effekter möjliga, t.ex. gravering, borttagning av ett täckande skikt, färgförändringar eller skumning av ytan.
Viktiga frågor
Det är inte bara lasermärkningens läsbarhet och permanenta hållbarhet som spelar en viktig roll. För tillverkarna är det viktigt att veta om och hur produktens egenskaper påverkas av laserbearbetningen. REA:s experter på märkning har gjort det till sin uppgift att inte bara utveckla optimala system för kodning och märkning för nästan alla märkningsuppgifter, utan också att ge svar på frågor som går utöver detta. En allt vanligare fråga i laserapplikationer gäller påverkan från det material som ska märkas, t.ex. materialförsvagning, materialuppkast, graveringsdjup med mera.
Exakta svar
För att kunna ge individuella och tydliga svar på dessa ytterligare frågor och för att eliminera risker för användaren investerar REA JET inte bara i vidare- och nyutveckling av märkningssystem, utan också i analysteknik för kontroll och utvärdering av den utförda märkningen
Utveckling av systemen för kodning och märkning, utan också i analystekniker för inspektion och utvärdering av den färdiga märkningen. Förutom de egna optiska enheterna för verifiering av koder för 1D- och 2D-koder från varumärket REA VERIFIER ingår även ett digitalt 3D-mikroskop för kvantitativ mätning av ytstrukturer.
Med hjälp av denna mikroskopteknik kan specialisterna på REA inte bara ge visuella intryck genom enkla mikroskopbilder, utan också göra detaljerade och kvantitativa uttalanden om de höjdprofiler som tillverkar vid lasermärkning. Dessa är inte begränsade till en punktuell mätning av en höjd eller ett djup, utan inkluderar en µm-precis analys av hela området för märkningen. Många ytterligare funktioner gör att märkningen kan analyseras enligt användarens önskemål och krav.
Det handlar t.ex. om att skapa en sektionsprofil, bestämma den maximala höjden och djupet från en 2-dimensionell höjdprofil, bestämma deras avstånd och bestämma volymen. Experterna på märkning från REA kan därför analysera varje lasermönster i detalj och förse användare av laserteknik med välgrundade uttalanden om lasermärkningens påverkan på produktytan och väggtjockleken på deras produkter.
Försvagning av materialet?
Numera märker dryckestillverkare nästan 100% av sina produkter med lasermärkning. Vid gravering av PET-flaskor med en vanlig CO2-laser på 10,6 µm finns det en farlig risk för materialförsvagning och till och med perforering. Under märkningsprocessen förskjuts materialet mot sidorna. Kvar blir en tydlig gravyr med materialuppbyggnad i sidled, vilket leder till en oönskad betydande minskning av PET-materialets väggtjocklek.
För att undvika detta används numera CO2-lasrar med en våglängd på 9,3 µm. I det här fallet kan teknologin med mikroskop visa exakt hur lasermärkningen med de olika våglängderna påverkar ytan.
Man kan se att märkning med 9,3 µm inte resulterar i gravyr, utan i skumning av materialet. Detta resulterar till och med i en förstärkning av materialet, vilket i sin tur kan leda till bättre stabilitet hos produkten.
Korrosionsskydd?
Andra tillämpningar är till exempel inriktade på att bearbeta det översta lagret på en produkt med laser. Eftersom dessa toppskikt ofta har både optiska och skyddande funktioner för det underliggande bärarmaterialet, är utmaningen att uppnå maximal läsbarhet av lasermärkningen och samtidigt minimera borttagningen av skiktet. Med hjälp av den senaste teknologin inom mikroskopteknik kan experterna på REA fastställa det exakta djupet som laserstrålen tränger in i materialet.
Detta säkerställer att det översta lagret endast avlägsnas till en exakt definierad tjocklek och att det översta lagrets skyddande funktion förblir opåverkad.
En vanlig tillämpning inom metallbearbetningsindustrin är galvanisering av metallytor för att skydda mot korrosion. Snittet genom mikroskopbilden visar ett maximalt penetrationsdjup på 6 µm. Detta säkerställer bevisligen och verifierbart att korrosionsskyddet bibehålls även efter lasermärkningen.
Livslång läsbarhet?
Det finns emellertid också många tillämpningar där man i motsats till detta fäster stor vikt vid en så djup gravyr som möjligt. Till exempel ska märkningen fortfarande vara lätt att känna igen vid gravering på metalliska material även efter en målningsprocess.
När det gäller lasermärkning på gummi är målet ofta att uppnå ett minsta märkningsdjup så att märkningen förblir lätt att läsa under hela produktens livslängd, även efter att materialets översta lager har nötts bort. Ett exempel är märkning av gummi med QR-koder. Ett graveringsdjup på 250 µm mäts under mikroskopet. I det här fallet bekräftar analysen kodens motsvarande livslängd, som fortfarande kan läsas även efter kraftig materialavnötning.
Utmatning av material?
Förutom klassiska märkningsuppgifter används lasersystem också för att skära ut material. Till exempel kan lasrar användas för att skapa tätt placerade hål som perforeringar i plastrullar. Detta väcker frågan om hur mycket material som kommer att kastas upp vid snittkanterna. Den lokalt olika materialtjockleken som tillverkas av de upphöjda kanterna kan leda till oönskade effekter när varorna rullas upp. Med hjälp av mikroskopteknologin kan REA ge exakt information om materialuppkastet och materialegenskaperna.
I det här fallet resulterade bestämningen av materialuppkastet (extremvärdesbestämning) vid kapning av plastfilm i ett maximalt uppkast på 100 µm, vilket inte var något hinder för att rulla upp filmen/folien.
Slutsats
Genom att använda 3D-mikroskopet har REA JET kunnat förbättra kvaliteten på sin rådgivning avsevärt. Tack vare den välgrundade analysmetoden kan det optimala lasersystemet för kundens specifika applikation fastställas och rekommenderas utifrån ett stort antal möjliga systemkonfigurationer. Detta inkluderar typen av lasermarkör(fiberlaser eller CO2-laser), våglängden, fokuseringslinsens brännvidd, skanningshuvudet och de märkningsparametrar som ska väljas.
Dessutom kan REA:s experter ge användaren välgrundade och exakta svar på frågor om lasermärkningens påverkan på materialen. En informationsfördel som inte bör underskattas.
