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激光塑料印标技术2

2008/10/1 12:18:18 人评论

 在不断流行的二氧化碳激光设备方面费用是一个关键因素。一整套二氧化碳交钥匙设备售价在25000~35000美元之间,而一台电子管泵送或二极管泵送的Nd∶YAG设备售价在60000~75000美元之间。
 二氧化碳激光机蚀刻塑料表面,通过蒸发清理材料,得到的是对比的印标,但很少或几乎没有真正的颜色变化。适宜于采用二氧化碳激光机印制的塑料有PVC、ABS和大多数聚酯。云母填充的商用树脂如PP用二氧化碳激光机标记时产生起霜的灰白印标。尽管二氧化碳机的输出功率可以达到200W,但用于印标塑料最通用的范围是10~25W,有时是50W。
 在瓶装生产线编码过程中,速度是关键,或者还需要大的字母,一般要使用二氧化碳激光机。FOBA北美激光设备集团的总裁和首席执行官Steve Bone说,二氧化碳机使用基体原模印标比Nd∶YAG机快2倍,尽管仅仅快零点几秒。
 “现在的激光印标塑料对比度高,有时,与其说是黑色与白色,不如说是一个对比的色彩,甚至浓暗对比度也成为可能。”
 Control Microsystems公司的主要市场重点一直是汽车发动机罩和电子/电器件,    该公司的Stevenson说,考虑一种塑料的印标,首先要尽量用二氧化碳激光机来印制。“如果不能得到要求的对比度或得到过量的熔融,再去选择YAG激光机。”
 固态Nd∶YAG激光机加热塑料会引起热化学反应(如发泡),也会产生更多的颜色变化。由于这种激光机产生的激光的波长较短,因此能得到较高的清晰度。波长越短,塑料基体感应的热量越少(冷印)。FOBA的Bone说,用于塑料印标的100瓦Nd∶YAG设备是目前流行的(由于其产量高),但是输出功率在30~50W的设备也有。YAG激光机一般被用于零件的高质量印标,如电子连接器,发动机罩元件,锁帽和外科手术设备。
  
 Rofin-Baasel的Schlather建议加工者考虑购买固态激光机时要了解所需要的生产量和印标的美学要求。例如,如果想要高对比度的、表面没有测量的到的中断印标,那么高频的激光机性能最好。不过,这取决于设备的低输出功率是否适合你的生产率要求。
  
 还有一种新型的二极管,功率在3~100W之间,可以用二极管作为激光 机灯源替代电子管泵设备的电子管。据说二极管比电子管结构紧凑50%,能量效用提高20%~30%。电子管设备需要水冷,而二极管类型需水冷或风冷。电子管一般需要每1000小时更换一次,二极管的使用寿命则达10000小时。不利条件是二极管相对来说比较新而且较昂贵。例如,FOBA50W的二极管泵激光机比100W的电子管设备贵10%。但FOBA预计二极管设备的价格在以后几个月可能下降,并且它们最终将替代电子管泵设备。
  
 “环境问题是激光印标发展的另一个驱动力。激光印标不用油墨或溶剂,也不需用像油墨印标技术那样的高强度能量干燥过程。”
  
 Rofin-Baasel的Schlather总结YAG类型的选择∶“如果要每600~800小时进行维修,那么电子管泵投资最少,但可以得到最大的生产率。如果用3~60W的二极管泵设备可以完成希望的印标,那么二极管泵设备在5年内成本将少于电子管泵设备。”
  
 用于激光器的配方
  
 如果用正确选择的添加剂配方,FOBA的Bone说,几乎任何一种塑料都能被任何型号的激光机印标。配方或母料的供应商需要了解树脂、最终应用、需要的图标类型。例如,一些塑料如高密度聚乙烯和聚碳酸酯在有些颜色上用YAG激光器不用任何添加剂就可以印制得很好。另一方面,二氧化碳激光机在印制这两种塑料时没有特殊添加剂就印得不好.
 现有技术的限制是得到调好色的激光印标的能力有限,而且激光优选的塑料成本也高于市面价格的10%~15%,有时更高。
 Clariant集团母料技术发展部主任Bill Blasius承认,激光印标在颜料选择和颜色透明度上受到限制。他说,“在如何使用颜料和添加剂方面我们比十年前懂得更多。我们希望使用激光灯时能充分利用化学反应,这种化学反应发生在特殊的树脂和某些添加剂和颜料之间。”
 由于复配技术的发展,我们可以在黑色或蓝色的乙酸醛共聚物上得到近乎白色的印标,或者在黑色的ABS上得到纯白色的印标。用特殊的配方和激光机参数,我们甚至可以得到调好的颜色。Schlather解释说,“用这种方式,蚀刻的激光印标可以被调成Pantone, Munsell或其他工业标准。树脂中的颜料决定颜色和色相,而激光机决定强度或浓度。”许多激光印标颜色/添加剂以表面经过处理的云母为基础,如EM工业公司配制的流行的Afflair和Laser Flair配方。但其他添加剂如铜和锑也用于专利配方中

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