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发布时间:2023-08-23 11:04:43 来源:鞋业机械网

激光塑料印标技术应用(上)

激光印标技术应用范围

目前,激光技术已经在一些应用中取代了油墨印标技术(如压印和喷墨印刷低压电器),激光印标已经成功商业化的应用包括商业机器用的ABS键盘、HDPE、PP、PET和PVC钢性容器和容器盖;尼龙和PBT汽车、非汽车用电器连接件,发动机罩元件如保险盒、气帽。还有其他的应用,包括牛、猪等使用的TPE耳签,电器件如清洗和干燥设备上的HDPE开头按钮,PVC管件如接头等。

在最近1 0年,计算机程序化的激光印标设备的技术进步伴随着更多品种的可激光印标树脂的开发,专门制作的着色剂和包装用的添加剂可用于各种各样的塑料中,如聚烯烃、ABS、PVC、聚酯、聚碳酸酯、尼龙、聚甲醛和热塑性弹等。

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。这些色彩变化多样,是流行趋势之一,这种趋势正使人们对激光装饰塑料产生更大的兴趣。

激光印标的应用包括灯开关盖,化妆品包装材料,汽车内部按钮和门把手、仪表板。在最近几年,后者已经成为一个重要的应用市场同时也满足了在更小的塑料制件上印制大量数据的发展需要。例如,数据密度10倍于传统条形码的二维条形码已经被研究出来。与以前使用的条形码相比,印制二维条形码要求更精确,清晰度更高。

激光印标技术设备要求

尽管现有的用于装饰塑料的激光光源很多,但是密封的二氧化碳光器是目前使用得最广泛的,其次是灯管泵送的固态Nd:YAG激光器和近年来的二极管泵送的Nd:YAG器。

大多数激光设备都采用高速光束控制的检流计印标技术。这种控制设备用两台计算机控制,可以在X或Y方向移动的镜子或检流计上扫描激光光束。“当编好程序的激光路径完成时,新的制件入位,重复着这种循环。由于激光模式完全存在于软件之中,因此工具或蒙片都不需要了。”

允许带有旋转光束控制的塑料印标的软件也有好几家激光设备供应商供应。这种设备本质上是采用相同的技术,但适用于连续转动的生产如输送带或基材转换,这种设备的优点是它能够被很容易地改装到现有的生产线,使生产率达到最大值。编码反馈给计算机,计算机进行适当的调整,跟踪移动的目标,目前的设备采用简单明了的图形生成软件,这种软件很容易编好程序,在各个旋转的制件上印制单一的数据。

近几年来,激光印标的程螺杆泵序化、标准化和排除故障性能更容易了,印标速度也得到很大提高。当今的软件适用于每秒钟超过400个字的印制,而1 0年前每秒钟只能印制40个字。大多数激光机软件有能力印制串行和多型号的条形码以及任意型号(包括公司标志)的文本。有Window的“帮助”选项,激光印标供应商增加了服务、标准化技术以及故障清除软件。 另一项进展是用一种激光光源可以同步印制两个制件。外加一种变形头和一台程序化的光束分离器,用相同的信息一台激光机可同时印制两个零件,这种类型的设备可用于不移动制件的较大面积或大量制件的印制。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25000一35000美元之间,而一台电子管泵送或二极管泵送的Nd :YAG设备售价有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 Microsysterns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,首过滤系统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柔性绳索用于支持传感器: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)。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。

加工者考虑购买固态激光机是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、表面没有测量咬口机到的中断印标,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5 0%,能量效用提高2 0%一30%。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。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卸荷后有中途停止现象希望的印标,那么二极管泵设备在5年内成本将少于电子管泵设备。

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