圖解塑料激光標(biāo)刻的五種狀態(tài)

　　ICCSZ訊  （文章來源于杰普特）激光標(biāo)刻目前已經(jīng)成熟的應(yīng)用到各行各業(yè)的塑料標(biāo)識(shí)當(dāng)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導(dǎo)致塑料發(fā)泡，從而得到與基色有較大色差的標(biāo)記。相比于傳統(tǒng)印刷標(biāo)記，如絲網(wǎng)印刷、轉(zhuǎn)移印刷、凹凸印、壓印、油墨印等，這些表面印刷的方法，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致標(biāo)識(shí)模糊和磨損，同時(shí)環(huán)境友好性差，成本偏高。激光標(biāo)刻無疑更具有優(yōu)勢(shì)。

　　激光標(biāo)刻是一種非常靈活的方式，能夠清晰快速的在塑料上標(biāo)記出不易擦除的圖標(biāo)。激光在加工產(chǎn)品時(shí)，可以達(dá)到高度的重復(fù)性和可靠性。更重要的是，激光標(biāo)刻可以實(shí)現(xiàn)離線(或獨(dú)立)的集成到裝配線上去，更加簡(jiǎn)便有效的配合后續(xù)的工序，從而達(dá)到降低成本提高品質(zhì)的作用。

　　圖1 塑料深色和淺色標(biāo)刻

　　激光塑料標(biāo)刻是以材料表面重組或者說顏色變化為基礎(chǔ)，可分為四種不同的標(biāo)示類型：

　　起泡、雕刻下陷、雕刻下陷并帶有顏色變化、顏色變化。當(dāng)然也有很多的塑料樣品在不增添輔助劑的情況下，加工后也不會(huì)產(chǎn)生任何的變化。

　　射透不產(chǎn)生標(biāo)記

　　有許多的透明或半透明塑料，激光會(huì)透射過材料而不產(chǎn)生任何標(biāo)記。

　　圖2 不產(chǎn)生標(biāo)記

　　但是，有兩種材料比較特殊，聚碳酸酯(PC)與聚氯乙烯(PVC)，這兩種材料肉眼觀察也是透明透光的，但是它們即便在很低強(qiáng)度的激光能量照射下，這兩種材料也能發(fā)生碳化，從而產(chǎn)生出清晰的標(biāo)記。

　　起泡

　　對(duì)于某些塑膠而言，當(dāng)激光能量偏低時(shí)，不足以使材料碳化，只會(huì)使材料表面某些成分分解產(chǎn)生氣體使塑料起泡，這種泡與材料基色有輕微的色差，從而得到帶有淡淡顏色的淺色標(biāo)識(shí)。

　　圖3 氣泡

　　雕刻下陷

　　當(dāng)激光峰值較高時(shí)，或者材料熔點(diǎn)較低時(shí)，材料表面局部溫度遠(yuǎn)高于物質(zhì)熔點(diǎn)，材料表面將發(fā)生結(jié)構(gòu)重組的腐蝕或氣化。比如：CO2 激光在亞克力材料上的雕刻，端泵激光在硅膠上的雕刻。

　　圖4 雕刻

　　雕刻下陷且顏色變化

　　當(dāng)激光能量很高時(shí)，激光照射會(huì)致塑料過度碳化，會(huì)使材料出現(xiàn)大小不一、黑色深度不同的斑點(diǎn)。例如苯乙烯類復(fù)合物在中等強(qiáng)度的激光照射下便會(huì)開始反應(yīng)，發(fā)生碳化，若繼續(xù)提高激光強(qiáng)度，則極易造成過度碳化和出現(xiàn)裂縫等現(xiàn)象。

　　圖5 過度碳化

　　顏色變化(短波長(zhǎng))

　　足夠短的激光波長(zhǎng)輻射，可以使塑料分子解離導(dǎo)致顏色變化,這是最理想的效果。但往往需要在塑料里添加適量的添加劑才能打出漂亮的效果。

　　圖6 理想標(biāo)刻

　　添加劑與改性塑料

　　添加劑可以在一定程度上增加聚合物對(duì)激光能量的吸收，而改性塑料是指混合或者填充添加劑使塑料增強(qiáng)特定能力的塑料。有的塑料適合進(jìn)行深色標(biāo)記改性，有的適合淺色標(biāo)記改性，而有的則都適合。結(jié)合一些激光專利、資料以及打標(biāo)工作中的案例，將常見的聚合物經(jīng)激光打標(biāo)劑改性后按顏色作如下分類(見圖7)。可以做激光標(biāo)刻時(shí)工藝效果調(diào)試的參考方向。

　　圖7 加入添加劑的各種塑料在激光標(biāo)刻后的顏色分類

　　上文描述了激光加工塑膠材料時(shí)，加工材料可能發(fā)生的5種變化狀況，而對(duì)于激光光源來說，又該如何選擇和調(diào)整呢?且聽下回分解