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新闻

2020-01-11

图解塑料激光标刻的五种状态

      激光标刻目前已经成熟的应用到各行各业的塑料标识当中,它利用激光的高能量,使塑料表面碳化或表面某些成分分解导致塑料发泡,从而得到与基色有较大色差的标记。相比于传统印刷标记,如丝网印刷、转移印刷、凹凸印、压印、油墨印等,这些表面印刷的方法,长时间使用会导致标识模糊和磨损,同时环境友好性差,成本偏高。激光标刻无疑更具有优势。


      激光标刻是一种非常灵活的方式,能够清晰快速的在塑料上标记出不易擦除的图标。激光在加工产品时,可以达到高度的重复性和可靠性。更重要的是,激光标刻可以实现离线(或独立)的集成到装配线上去,更加简便有效的配合后续的工序,从而达到降低成本提高品质的作用。

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      激光塑料标刻是以材料表面重组或者说颜色变化为基础,可分为四种不同的标示类型:


起泡、雕刻下陷、雕刻下陷并带有颜色变化、颜色变化。当然也有很多的塑料样品在不增添辅助剂的情况下,加工后也不会产生任何的变化。


射透不产生标记

      有许多的透明或半透明塑料,激光会透射过材料而不产生任何标记。


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图2 不产生标记


      但是,有两种材料比较特殊,聚碳酸酯(PC)与聚氯乙烯(PVC),这两种材料肉眼观察也是透明透光的,但是它们即便在很低强度的激光能量照射下,这两种材料也能发生碳化,从而产生出清晰的标记。


起泡

      于某些塑胶而言,当激光能量偏低时,不足以使材料碳化,只会使材料表面某些成分分解产生气体使塑料起泡,这种泡与材料基色有轻微的色差,从而得到带有淡淡颜色的浅色标识。

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 气泡


雕刻下陷

      当激光峰值较高时,或者材料熔点较低时,材料表面局部温度远高于物质熔点,材料表面将发生结构重组的腐蚀或气化。比如:CO2 激光在亚克力材料上的雕刻,端泵激光在硅胶上的雕刻。


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图4 雕刻


雕刻下陷且颜色变化

      当激光能量很高时,激光照射会致塑料过度碳化,会使材料出现大小不一、黑色深度不同的斑点。例如苯乙烯类复合物在中等强度的激光照射下便会开始反应,发生碳化,若继续提高激光强度,则极易造成过度碳化和出现裂缝等现象。

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图5 过度碳化


颜色变化(短波长)

      足够短的激光波长辐射,可以使塑料分子解离导致颜色变化,这是最理想的效果。但往往需要在塑料里添加适量的添加剂才能打出漂亮的效果。

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图6 理想标刻


添加剂与改性塑料

      添加剂可以在一定程度上增加聚合物对激光能量的吸收,而改性塑料是指混合或者填充添加剂使塑料增强特定能力的塑料。有的塑料适合进行深色标记改性,有的适合浅色标记改性,而有的则都适合。结合一些激光专利、资料以及打标工作中的案例,将常见的聚合物经激光打标剂改性后按颜色作如下分类(见图7)。可以做激光标刻时工艺效果调试的参考方向。

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图7 加入添加剂的各种塑料在激光标刻后的颜色分类



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