การมาร์กด้วยเลเซอร์สำหรับพลาสติก
ในส่วนนี้จะกล่าวถึงรายละเอียดตั้งแต่หลักในการทำงานด้านการมาร์กและตัดพลาสติกโดยแบ่งกลุ่มตามข้อได้เปรียบของเลเซอร์ในความยาวคลื่นต่างๆ รวมถึงแนะนำตัวอย่างการมาร์กและเลเซอร์มาร์กเกอร์ที่เหมาะสมสำหรับวัสดุต่างๆ เช่น ABS อีพ็อกซี่ และ PET
- การมาร์กพลาสติก/ประเภทการตัด
- กลไกในการทำสีพลาสติก
- อัตราการดูดซับของพลาสติก
- พลาสติก ABS
- อีพ็อกซี่เรซิน
- พลาสติก PET
การมาร์กพลาสติก/ประเภทการตัด
การลอกสี
ลอกสีออกหรือพิมพ์ลงบนพื้นผิวชิ้นงานเพื่อสร้างความเปรียบต่างระหว่างสีกับวัสดุฐาน
- (ตัวอย่าง) สวิตช์บนแผงหน้าปัดรถยนต์
- วิธีการพิมพ์หรือการปั๊มทั่วๆ ไปจะต้องเปลี่ยนแผ่นพิมพ์เมื่อเปลี่ยนการออกแบบ แต่เลเซอร์มาร์กเกอร์สามารถทำงานได้อย่างยืดหยุ่นโดยการเปลี่ยนโปรแกรมเท่านั้น
การลอกผิว
การลอก/ทำร่องลึกบนชั้นพื้นผิวด้วยเลเซอร์
- (ตัวอย่าง) การตัด Half cut
- เลเซอร์มาร์กเกอร์สามารถใช้ในการตัดเป็นสัดส่วนได้ ในวิธีการทั่วไปจะใช้มีดตัด แต่วิธีการนี้มีปัญหาหลายด้าน เช่น ความลำบากในการปรับและความสิ้นเปลืองเวลาในการเปลี่ยนประเภทผลิตภัณฑ์ ยิ่งไปกว่านั้น วิธีการดังกล่าวทำให้เกิดต้นทุนจากการเปลี่ยนใบมีดและมีความเสี่ยงที่ใบมีดจะตกค้างอยู่ในผลิตภัณฑ์
การทำสี
ฉายแสงเลเซอร์ไปยังชิ้นงานพลาสติกเพื่อสร้างสีบนชิ้นงานโดยตรง
- (ตัวอย่าง) การมาร์กบริเวณกว้างบน LSI
- ฉายแสงเลเซอร์ลงบนพลาสติกเพื่อสร้างสีโดยไม่ทำให้เกิดร่อง จึงเกิดความเสียหายต่อชิ้นงานขณะการมาร์กต่ำ นอกจากนี้ยังสามารถทำการมาร์กพร้อมกันได้เป็นบริเวณกว้างซึ่งครอบคลุมพื้นที่ถึง 330 × 330 มม. และช่วยลดต้นทุนด้านอุปกรณ์เชิงกลเนื่องจากไม่ต้องทำการลำเลียงเหมือนวิธีการทั่วไป
การเชื่อม
ใช้การแผ่รังสีเลเซอร์เพื่อสร้างความร้อนสำหรับเชื่อมชิ้นส่วนพลาสติกเข้าด้วยกัน
- (ตัวอย่าง) การเชื่อมวัสดุพลาสติกโปร่งแสงและพลาสติกสี
- เป็นที่ทราบดีว่าการเชื่อมด้วยการสั่นสะเทือนและคลื่นอุลตร้าโซนิคจะสร้างผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์และทำให้เกิดครีบเนื่องจากการละลาย แต่การเชื่อมด้วยเลเซอร์เป็นการเชื่อมชนิดไม่สัมผัส และไม่ทำให้เกิดความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์หรือทำให้เกิดครีบ
กลไกในการทำสีพลาสติก
การทำให้เกิดฟอง
เมื่อวัสดุฐานได้รับแสงเลเซอร์ ฟองก๊าซจะเกิดขึ้นใต้วัสดุเนื่องจากผลกระทบจากความร้อนของการแผ่รังสี เมื่อวัสดุกลายเป็นก๊าซ ฟองอากาศจะถูกกักอยู่ภายใต้ชั้นพื้นผิวของวัสดุพื้นฐานเกิดเป็นรอยนูนสีขาว ฟองเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนบนวัสดุฐานที่มีสีเข้มและทำให้เกิดสีที่ “อ่อนลง”
- (ตัวอย่าง) สีของวัสดุฐาน:
-
- สีดำ→
- เปลี่ยนเป็น สีเทา
- สีแดง→
- การมาร์กสีชมพู
การควบแน่น
เมื่อวัสดุฐานดูดซับพลังงานเลเซอร์ ผลจากความร้อนจะเพิ่มความหนาแน่นของโมเลกุล โมเลกุลจะควบแน่นและทำให้เกิดสีเข้ม
การทำปฏิกิริยาคาร์บอน
เมื่อพื้นผิวได้รับพลังงานสูง โมเลกุลของธาตุขนาดใหญ่รอบๆ วัสดุฐานจะกลายเป็นคาร์บอนและเปลี่ยนเป็นสีดำ
การเปลี่ยนแปลงทางเคมี
“เม็ดสี” ที่วัสดุฐานจะมีไอออนโลหะประกอบอยู่ด้วย การแผ่รังสีของแสงเลเซอร์จะเปลี่ยนโครงสร้างผลึกของไอออนและระดับของน้ำภายในผลึก ด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบของธาตุจึงมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทำให้เกิดสีขึ้นเนื่องจากความเข้มของเม็ดสีที่เพิ่มขึ้น
อัตราการดูดซับของพลาสติก
อัตราการดูดซับของวัสดุจะแตกต่างกันไปตามความยาวคลื่น
กราฟด้านล่างแสดงให้เห็นอัตราการส่งผ่านของเลเซอร์พื้นฐาน (1064 nm) เลเซอร์สีเขียว (532 nm) และเลเซอร์ UV (355 nm) สำหรับวัสดุพลาสติก เลเซอร์สีเขียวมีอัตราการส่งผ่านต่ำและมีอัตราการดูดซับที่สูงในวัสดุ PVC, ABS, และโพลีเอสเตอรีน จึงมีประสิทธิภาพในการมาร์กที่ดี ในทางกลับกับ เลเซอร์สีเขียว (532 nm) มีอัตราการส่งผ่านสำหรับ Polyamide มีเพียง 30% เท่านั้น แต่สูงถึง 90% ในเลเซอร์พื้นฐาน (1064 nm) อัตราการดูดซับมีความแตกต่างกันอย่างมากตามความยาวคลื่น
- อัตราการดูดซับสำหรับวัสดุพลาสติกชนิดต่างๆ
- ค่าเหล่านี้มีไว้เพื่อใช้ในการอ้างอิงเท่านั้น และไม่ได้คำนึงถึงการสะท้อนแสงของพื้นผิว
พลาสติก ABS
การมาร์กสีดำด้วยความร้อน
การแผ่รังสีจากแสงเลเซอร์ทำให้เกิดสีดำบนพื้นผิวพลาสติก การมาร์กทำให้เกิดผิวเหมือนการพิมพ์ที่ไม่สามารถลบออกได้บนชิ้นงานและพื้นผิวแบบอื่นๆ
- ปัจจัยในการเลือก
- ปัจจัยต่างๆ เช่นระดับการทำสีและความเข้มจะขึ้นอยู่กับลักษณะของพลาสติกชิ้นงาน ไฮบริดเลเซอร์มาร์กเกอร์สามารถให้กำลังสูงสุดที่สูงได้แม้ที่ความยาวคลื่นมาตรฐาน โดยปกติแล้วเลเซอร์มาร์กเกอร์แบบ CO2 จะไม่ทำให้พลาสติกเปลี่ยนสีในการมาร์กร่องลึก
- รุ่นที่แนะนำ
- ไฮบริดเลเซอร์มาร์กเกอร์ MD-X ซีรีส์
การมาร์กสีขาว
การแผ่รังสีจากแสงเลเซอร์ทำให้เกิดสีขาวที่มองเห็นได้ชัดบนพื้นผิวพลาสติก การมาร์กทำให้เกิดผิวเหมือนการพิมพ์ที่ไม่สามารถลบออกได้บนชิ้นงานและพื้นผิวแบบอื่นๆ
- ปัจจัยในการเลือก
- ปัจจัยต่างๆ เช่นระดับการทำสีและความเข้มจะขึ้นอยู่กับลักษณะของพลาสติกชิ้นงาน ไฮบริดเลเซอร์มาร์กเกอร์สามารถให้กำลังสูงสุดที่สูงได้แม้ที่ความยาวคลื่นมาตรฐาน โดยทั่วไป เลเซอร์มาร์กเกอร์แบบ CO2 จะไม่ทำให้พื้นผิวพลาสติกเปลี่ยนสี
- รุ่นที่แนะนำ
- ไฮบริดเลเซอร์มาร์กเกอร์ MD-X ซีรีส์
อีพ็อกซี่เรซิน
การมาร์กสีขาว
การมาร์กเป็นสีขาวและมองเห็นได้ชัด เหมาะสำหรับทดแทนการปั๊ม การติดฉลาก และการพิมพ์ ผิวสำเร็จเหมือนการพิมพ์ที่มองเห็นได้ชัดและไม่เลือนหายเหมือนน้ำหมึก
- ปัจจัยในการเลือก
- การเปลี่ยนจุดโฟกัสเพื่อเบี่ยงจุดโฟกัสจะทำให้การมาร์กมีคุณภาพสูงและมองเห็นได้ชัดโดยทำให้เกิดร่องลึกในปริมาณน้อยที่สุด
- รุ่นที่แนะนำ
- ไฮบริดเลเซอร์มาร์กเกอร์ MD-X ซีรีส์
การมาร์กที่ปราศจากความเสียหาย
การมาร์กบรรจุภัณฑ์ IC
การมาร์กที่ไม่ทำให้เกิดความเสียหายคือวิธีการที่ดีที่สุดในการมาร์กชิ้นงานที่อาจเกิดปัญหาเมื่อมีความเสียหายบนพื้นผิวชิ้นงาน
- ปัจจัยในการเลือก
- เลเซอร์สีเขียวมีประสิทธิภาพในการจำกัดความเสียหายของผลิตภัณฑ์ที่มีแพคเกจขนาดเล็กให้น้อยที่สุด รวมถึงสถานการณ์อื่นๆ ด้วย อัตราการดูดซับที่สูงในวัสดุหลายประเภททำให้ผู้ใช้งานสามารถทำการมาร์กที่มีร่องตื้นพิเศษเพียงไม่กี่ μm จากพื้นผิวได้
- รุ่นที่แนะนำ
- เลเซอร์มาร์กเกอร์ UV MD-U ซีรีส์
พลาสติก PET
การมาร์กที่ปราศจากความเสียหาย
การมาร์กที่ปรากฏขึ้นเหมือนกับอักขระสีขาวลอยอยู่เหนือพื้นผิวสามารถทำได้กับพลาสติก PET โปร่งใส/โปร่งแสง ไม่ว่าจะเป็นขวด PET หรือฟิล์มบางๆ ก็สามารถมาร์กได้โดยไม่เกิดรูเข็ม
- ปัจจัยในการเลือก
-
รูเข็มอาจเกิดขึ้นได้จากความร้อนสูงเกินขนาดเมื่อทำการมาร์กด้วยพลังงานสูง การใช้เลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้น (9.3 μm) จะทำให้การมาร์กมีความชัดเจนโดยเกิดความเสียหายต่ำ
- ความยาวคลื่นมาตรฐาน
-
วิธีการทั่วไป
เกิดความเสียหายอย่างมาก และเกิดร่องที่ลึกและขรุขระ
- ความยาวคลื่นสั้น
-
ML-Z
เกิดความเสียหายเพียงเล็กน้อย ร่องตื้นและคมชัด
- รุ่นที่แนะนำ
- เลเซอร์มาร์กเกอร์ CO2 ML-Z ซีรีส์
