激光塑料印標技術
2007-12-10 00:00 來源:中華印刷包裝網 責編:中華印刷包裝網
另一項進展是用一種激光光源可以同步印制兩個制件。外加一種變形頭和一臺程序化的光束分離器,用相同的信息,一臺激光機可同時印制兩個零件。Schlather指出,這種類型的設備可用于不移動制件的較大面積或大量制件的印制。
在不斷流行的二氧化碳激光設備方面費用是一個關鍵因素。一整套二氧化碳交鑰匙設備售價在25000~35000美元之間,而一臺電子管泵送或二極管泵送的Nd∶YAG設備售價在60000~75000美元之間。
二氧化碳激光機蝕刻塑料表面,通過蒸發清理材料,得到的是對比的印標,但很少或幾乎沒有真正的顏色變化。適宜于采用二氧化碳激光機印制的塑料有PVC、ABS和大多數聚酯。云母填充的商用樹脂如PP用二氧化碳激光機標記時產生起霜的灰白印標。盡管二氧化碳機的輸出功率可以達到200W,但用于印標塑料最通用的范圍是10~25W,有時是50W。
在瓶裝生產線編碼過程中,速度是關鍵,或者還需要大的字母,一般要使用二氧化碳激光機。FOBA北美激光設備集團的總裁和首席執行官SteveBone說,二氧化碳機使用基體原模印標比Nd∶YAG機快2倍,盡管僅僅快零點幾秒。
“現在的激光印標塑料對比度高,有時,與其說是黑色與白色,不如說是一個對比的色彩,甚至濃暗對比度也成為可能。”
ControlMicrosystems公司的主要市場重點一直是汽車發動機罩和電子/電器件,該公司的Stevenson說,考慮一種塑料的印標,首先要盡量用二氧化碳激光機來印制。“如果不能得到要求的對比度或得到過量的熔融,再去選擇YAG激光機。”
固態Nd∶YAG激光機加熱塑料會引起熱化學反應(如發泡),也會產生更多的顏色變化。由于這種激光機產生的激光的波長較短,因此能得到較高的清晰度。波長越短,塑料基體感應的熱量越少(冷印)。FOBA的Bone說,用于塑料印標的100瓦Nd∶YAG設備是目前流行的(由于其產量高),但是輸出功率在30~50W的設備也有。YAG激光機一般被用于零件的高質量印標,如電子連接器,發動機罩元件,鎖帽和外科手術設備。
Rofin-Baasel的Schlather建議加工者考慮購買固態激光機時要了解所需要的生產量和印標的美學要求。例如,如果想要高對比度的、表面沒有測量的到的中斷印標,那么高頻的激光機性能最好。不過,這取決于設備的低輸出功率是否適合你的生產率要求。
還有一種新型的二極管,功率在3~100W之間,可以用二極管作為激光機燈源替代電子管泵設備的電子管。據說二極管比電子管結構緊湊50%,能量效用提高20%~30%。電子管設備需要水冷,而二極管類型需水冷或風冷。電子管一般需要每1000小時更換一次,二極管的使用壽命則達10000小時。不利條件是二極管相對來說比較新而且較昂貴。例如,FOBA50W的二極管泵激光機比100W的電子管設備貴10%。但FOBA預計二極管設備的價格在以后幾個月可能下降,并且它們最終將替代電子管泵設備。
“環境問題是激光印標發展的另一個驅動力。激光印標不用油墨或溶劑,也不需用像油墨印標技術那樣的高強度能量干燥過程。”
Rofin-Baasel的Schlather總結YAG類型的選擇∶“如果要每600~800小時進行維修,那么電子管泵投資最少,但可以得到最大的生產率。如果用3~60W的二極管泵設備可以完成希望的印標,那么二極管泵設備在5年內成本將少于電子管泵設備。”
用于激光器的配方
如果用正確選擇的添加劑配方,FOBA的Bone說,幾乎任何一種塑料都能被任何型號的激光機印標。配方或母料的供應商需要了解樹脂、最終應用、需要的圖標類型。例如,一些塑料如高密度聚乙烯和聚碳酸酯在有些顏色上用YAG激光器不用任何添加劑就可以印制得很好。另一方面,二氧化碳激光機在印制這兩種塑料時沒有特殊添加劑就印得不好。
現有技術的限制是得到調好色的激光印標的能力有限,而且激光優選的塑料成本也高于市面價格的10%~15%,有時更高。
Clariant集團母料技術發展部主任BillBlasius承認,激光印標在顏料選擇和顏色透明度上受到限制。他說,“在如何使用顏料和添加劑方面我們比十年前懂得更多。我們希望使用激光燈時能充分利用化學反應,這種化學反應發生在特殊的樹脂和某些添加劑和顏料之間。”
由于復配技術的發展,我們可以在黑色或藍色的乙酸醛共聚物上得到近乎白色的印標,或者在黑色的ABS上得到純白色的印標。用特殊的配方和激光機參數,我們甚至可以得到調好的顏色。Schlather解釋說,“用這種方式,蝕刻的激光印標
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