Обрабатываемые материалы и особенности их обработки

Обрабатываемые материалы и особенности их обработки

Металлы

Черные металлы и сплавы

Для обработки данного класса материалов лазерная маркировка и гравировка широко применяются в силу высоких поглощающих свойств поверхности металлов, относительно низких температур плавления и возможности контроля процесса обработки путем дозирования лазерного излучения. Возможность создания контрастной маркировки без изменения рельефа поверхности за счет формирования приповерхностных эффектов термовлияния позволяет производить «деликатную» маркировку изделий без изменения посадочных размеров рабочих поверхностей.

Современные волоконные лазерные источники, используемые в оборудовании серии MagicLASER, обладают высокой стабильностью и точностью регулирования энергетических параметров. Данное свойство дает возможность получения окисных пленок требуемых толщин и плотности – реализацию процесса цветной лазерной маркировки. 


ТИТАН

Прочные и легкие сплавы на основе титана, широко применяемые в медицине, авиационной и ракетно-космической промышленности обрабатываются лазерным излучением в различных режимах – методами создания зоны термического влияния (ЗТВ), плавления и испарительными процессами. Немаловажное значение имеют процессы обработки путем создания ЗТВ для медицинских применений с точки зрения необходимости создания или сохранения био-совместимости поверхности таких изделий как протезы, импланты, медицинский инструмент.

В аэро-космических технологиях также применяются методы приповерхностного отжига (annealing) снижающие структурные дефекты материала при обработке.

Латунь и медь

Данные материалы имеют широкое применение в электронике и электротехнике в силу своей высокой электропроводимости. Их теплофизические свойства позволяют проводить высококачественную лазерную обработку за счет быстрой релаксации температурных полей и возможности понизить структурное воздействие лазерного излучения.

Применяемые нами лазерные источники имеют широкий диапазон технологических режимов обработки меди и латуни с неизменно высоким качеством получаемых изображений как в режимах гравировки, так и методами поверхностной высококонтрастной обработки.


Алюминий

Алюминиевые сплавы в силу прекрасного сочетания прочностных свойств и, относительно, небольшого веса нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Обычно методами лазерной обработки на поверхности алюминия получается изображение светлых тонов, вплоть до белого цвета оксида алюминия. Такие способы обработки дают превосходные результаты для анодированного алюминия и его сплавов. Однако увеличение интенсивности воздействия лазерного излучения позволяет получить и высококонтрастные метки и изображения с темно-серыми оттенками, вплоть до черного цвета.

Наше оборудование, оснащенное современными волоконными лазерами, позволяет реализовать режимы испарительной гравировки алюминия с получением глубокого регулируемого рельефа – формировать 3D-объекты. Технология рельефной 3D-гравировки поддерживается специальными встроенными средствами программного обеспечения оборудования, что делает процесс получения рельефа на основе исходной STL-модели простым и удобным.


Никель

Никель в основном используется в качестве материала покрытия придающий изделию требуемые защитные, в том числе антикоррозионные свойства. Особенности лазерной обработки таких покрытий определяются необходимостью проведения процессов на глубину не превышающую толщину слоя никеля, без воздействия на материал подложки.
Наше оборудование дает возможность применения режимов стабильного дозирования лазерного излучения, что в сочетании высокоточной системой отклонения луча позволяет реализовать технологические процессы обработки тонких никелевых покрытий с требуемым уровнем контрастности и износоустойчивости изображения и исключением возможности появления дефектов и повреждений защитного слоя. 

Твердые и высокотвердые сплавы

Высокотвердые материала применяются при производстве обрабатывающих инструментов и представляют собой материалы сложно гравируемые традиционными способами - механическая гравировка, фрезерование, иглоударные способы и т.п. Лазерное излучение в сочетании с возможностью высокой концентрации энергии дает возможность обработки таких сплавов в режиме высокоэффективного локального плавления и испарения. Импульсная лазерная гравировка позволяет создавать контрастные и долговечные метки, цифро-буквенные надписи и графические образы на поверхности самых твердых материалов вне зависимости от их механических свойств. Процесс такой обработки является не только высокопроизводительным, но и не требует, по сравнению с традиционными способами, применения дорогостоящих абразивных расходных материалов.

Драгоценные металлы и сплавы

Драгоценные металлы и сплавы на основе золота и серебра являются очень мягкими по сравнению с другими металлами. Золото хорошо поддается обработке лазерным излучением - наносимое изображение может отличаться высокой контрастностью и детализацией за счет высокой разрешающей способности сфокусированного лазерного излучения. Серебро требует точной установки технологических параметров процесса для получения контрастного слоя оксида. С помощью представленного оборудования обработка драгоценных металлов реализуется методами выбора предустановленных режимов из библиотеки параметров обработки. Соответствующие средства и интерфейсы программного обеспечения делают этот процесс интуитивно-понятным и эргономичным. Применение режимов приповерхностного воздействия и обработки термовлиянием позволяет добиться минимальных потерь драгметаллов при лазерной маркировке с одновременным сохранением контраста наносимого изображения.

Металлы с покрытиями

Покрытия металлических деталей применяют для придания им требуемых антикоррозионных, демпфирующих, оптических или эстетических свойств. Широкое применение имеют стойкие порошковые покрытия . Для лазерной обработки достаточно толстых слоев порошковой краски требуется большая энергия процесса - применение лазерных источников повышенной мощности позволяет решить эту задачу с сохранением требуемого уровня производительности лазерной гравировки. Наше оборудование способно не только удалить слой порошковой краски, но и создать износоустойчивую контрастную маркировку основного металла изделия в зоне воздействия. 

Покрытия металлов оксидной пленкой (оксидирование), также широко применяемые в промышленности, менее требовательны к энергетике процессов воздействия и хорошо обрабатываются термовлиянием и лазерной гравировкой. Предлагаемое оборудование позволяет решать задачи высокоточной маркировки путем размерного удаления тонких оксидных покрытий. 

Неметаллы


Пластмассы

ABS, PC, PVC, PBT, ASA, POM, PF, Delrin (AKA), LaserLIGHTS (ROWMARK) и различные пластмассы с включёнными в состав специализированными добавками (напр. серии Iriotec® 8000 от компании Merck)

Пластики и полимеры представляют собой материалы широкой номенклатуры как по структуре и составу, так и по физическим свойствам. Существует настолько большое количество химически различных пластиков, что разделение их на категории представляется сложной задачей. Для подобных случаев методы практического тестирования лазерной обработки на различных режимах являются наиболее эффективной процедурой получения представления о качестве и производительности обработки. Существенным с точки зрения особенностей «лазерной маркируемости» является также выбор источника лазерного излучения. Так, например, применение лазерных источников инфракрасного (1064 нм), зеленого (532 нм) и ультрафиолетового (266 нм) позволяет, в ряде случаев, добиться требуемых параметров качества обработки. Применение современных лазеров с перестраиваемой длительностью импульса (YLPM) обеспечивает еще более «тонкую» подстройку параметров воздействия. 

В силу конструктивной и интерфейсной унификации, предлагаемое оборудование может комплектоваться различными лазерами для достижения наилучших результатов. Возможности предоставляемые программным обеспечением в части подготовки и проведения тестовых маркировок обеспечивают оперативность получения представления о «маркируемости» пластика и требуемых для этого сочетаниях технологических параметров, практически, в режиме «он-лайн».

Резиновые изделия

Резина является хорошо обрабатываемым материалом для лазерной гравировки в испарительном режиме поскольку обладает высокой поглощающей способностью для лазерного излучения и летучими продуктами разрушения. Надежная гравировка резинотехнических изделий обеспечивается глубиной воздействия и получением соответствующих рельефных изображений. Наше оборудование предлагает возможности идеального сочетания мощности лазерного излучения и скорости обработки для получения требуемых значений погонной вложенной энергии, необходимой для качественной лазерной гравировки резины. Предлагаемые в составе лазерного технологического оборудования средства вытяжки и фильтрации воздуха рабочей зоны сделают этот процесс безопасным и экологичным.

Двухслойная акриловая пленка tesa®

Этикетки из пленки tesa® - это хрупкие двухслойные акриловые пленки с носителем информации, который разрушается при вскрытии. Маркировка и резка производятся лазером в один этап, что позволяет производить этикетки любых вариаций и форм, используя один материал. Основа имеет высокую степень стойкости к воздействию химических веществ, температуры, а так же к истиранию и старению. Адгезионная система, состоящая из акрила, модифицированного специальными смолами, применима к широкому классу промышленных материалов и покрытий. 

Пленки tesa® с лазерной маркировкой обладают высокой химической и термической стойкостью, что позволяет применять подобную маркировку для широкого класса производственных процессов. 


Керамика

Керамические материалы, в силу разнородности компонентов и многообразия технологий получения, обладают широким диапазоном физических свойств, включая уникальные сочетания механических, теплофизических и электрофизических параметров. В этой связи различные типы керамики применяются в электротехнике, микро- и наноэлектронике. К таким материалам относятся керамики на основе оксида алюминия (Al2O3), фарфора (Al2Si2O5(OH)), диоксида циркония (ZrO2) и другие. 

Несмотря на имеющиеся общие представления о лазерных технологиях для типовых разновидностей керамики, обработка лазерным излучением, зачастую, требует проведения исследований характера воздействия на материал для каждого конкретного случая исходя из критериев качества – точность профиля поверхности, изменение поверхностных и прилежащих к зоне обработки участков с точки зрения электрофизических свойств, влияние на прочность и твердость получаемой детали. 

Многообразие предлагаемых конструктивно-компоновочных решений и комплектации оборудования, а также вариативность лазерного излучения как в части пространственных, так и энергетических и спектральных параметров позволяет найти оптимальные технологические режимы обработки практически для всех видов керамических материалов. Проведение таких тестов, как правило, характеризуется высокой оперативностью и не занимает много времени. 

Металлы

Черные металлы и сплавы

Для обработки данного класса материалов лазерная маркировка и гравировка широко применяются в силу высоких поглощающих свойств поверхности металлов, относительно низких температур плавления и возможности контроля процесса обработки путем дозирования лазерного излучения. Возможность создания контрастной маркировки без изменения рельефа поверхности за счет формирования приповерхностных эффектов термовлияния позволяет производить «деликатную» маркировку изделий без изменения посадочных размеров рабочих поверхностей. Современные волоконные лазерные источники, используемые в оборудовании серии MagicLASER, обладают высокой стабильностью и точностью регулирования энергетических параметров. Данное свойство дает возможность получения окисных пленок требуемых толщин и плотности – реализацию процесса цветной лазерной маркировки

ТИТАН

Прочные и легкие сплавы на основе титана, широко применяемые в медицине, авиационной и ракетно-космической промышленности обрабатываются лазерным излучением в различных режимах – методами создания зоны термического влияния (ЗТВ), плавления и испарительными процессами. Немаловажное значение имеют процессы обработки путем создания ЗТВ для медицинских применений с точки зрения необходимости создания или сохранения био-совместимости поверхности таких изделий как протезы, импланты, медицинский инструмент. В аэро-космических технологиях также применяются методы приповерхностного отжига (annealing) снижающие структурные дефекты материала при обработке.

Латунь и медь

Данные материалы имеют широкое применение в электронике и электротехнике в силу своей высокой электропроводимости. Их теплофизические свойства позволяют проводить высококачественную лазерную обработку за счет быстрой релаксации температурных полей и возможности понизить структурное воздействие лазерного излучения. Применяемые нами лазерные источники имеют широкий диапазон технологических режимов обработки меди и латуни с неизменно высоким качеством получаемых изображений как в режимах гравировки, так и методами поверхностной высококонтрастной обработки.

Алюминий

Алюминиевые сплавы в силу прекрасного сочетания прочностных свойств и, относительно, небольшого веса нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. Обычно методами лазерной обработки на поверхности алюминия получается изображение светлых тонов, вплоть до белого цвета оксида алюминия. Такие способы обработки дают превосходные результаты для анодированного алюминия и его сплавов. Однако увеличение интенсивности воздействия лазерного излучения позволяет получить и высококонтрастные метки и изображения с темно-серыми оттенками, вплоть до черного цвета. Наше оборудование, оснащенное современными волоконными лазерами, позволяет реализовать режимы испарительной гравировки алюминия с получением глубокого регулируемого рельефа – формировать 3D-объекты. Технология рельефной 3D-гравировки поддерживается специальными встроенными средствами программного обеспечения оборудования, что делает процесс получения рельефа на основе исходной STL-модели простым и удобным.

Никель

Никель в основном используется в качестве материала покрытия придающий изделию требуемые защитные, в том числе антикоррозионные свойства. Особенности лазерной обработки таких покрытий определяются необходимостью проведения процессов на глубину не превышающую толщину слоя никеля, без воздействия на материал подложки.
Наше оборудование дает возможность применения режимов стабильного дозирования лазерного излучения, что в сочетании высокоточной системой отклонения луча позволяет реализовать технологические процессы обработки тонких никелевых покрытий с требуемым уровнем контрастности и износоустойчивости изображения и исключением возможности появления дефектов и повреждений защитного слоя. 

Твердые и высокотвердые сплавы

Высокотвердые материала применяются при производстве обрабатывающих инструментов и представляют собой материалы сложно гравируемые традиционными способами - механическая гравировка, фрезерование, иглоударные способы и т.п. Лазерное излучение в сочетании с возможностью высокой концентрации энергии дает возможность обработки таких сплавов в режиме высокоэффективного локального плавления и испарения. Импульсная лазерная гравировка позволяет создавать контрастные и долговечные метки, цифро-буквенные надписи и графические образы на поверхности самых твердых материалов вне зависимости от их механических свойств. Процесс такой обработки является не только высокопроизводительным, но и не требует, по сравнению с традиционными способами, применения дорогостоящих абразивных расходных материалов.

Драгоценные металлы и сплавы

Драгоценные металлы и сплавы на основе золота и серебра являются очень мягкими по сравнению с другими металлами. Золото хорошо поддается обработке лазерным излучением - наносимое изображение может отличаться высокой контрастностью и детализацией за счет высокой разрешающей способности сфокусированного лазерного излучения. Серебро требует точной установки технологических параметров процесса для получения контрастного слоя оксида. С помощью представленного оборудования обработка драгоценных металлов реализуется методами выбора предустановленных режимов из библиотеки параметров обработки. Соответствующие средства и интерфейсы программного обеспечения делают этот процесс интуитивно-понятным и эргономичным. Применение режимов приповерхностного воздействия и обработки термовлиянием позволяет добиться минимальных потерь драгметаллов при лазерной маркировке с одновременным сохранением контраста наносимого изображения.

Металлы с покрытиями

Покрытия металлических деталей применяют для придания им требуемых антикоррозионных, демпфирующих, оптических или эстетических свойств. Широкое применение имеют стойкие порошковые покрытия . Для лазерной обработки достаточно толстых слоев порошковой краски требуется большая энергия процесса - применение лазерных источников повышенной мощности позволяет решить эту задачу с сохранением требуемого уровня производительности лазерной гравировки. Наше оборудование способно не только удалить слой порошковой краски, но и создать износоустойчивую контрастную маркировку основного металла изделия в зоне воздействия. 

Покрытия металлов оксидной пленкой (оксидирование), также широко применяемые в промышленности, менее требовательны к энергетике процессов воздействия и хорошо обрабатываются термовлиянием и лазерной гравировкой. Предлагаемое оборудование позволяет решать задачи высокоточной маркировки путем размерного удаления тонких оксидных покрытий. 

Неметаллы

Пластмассы

ABS, PC, PVC, PBT, ASA, POM, PF, Delrin (AKA), LaserLIGHTS (ROWMARK) и различные пластмассы с включёнными в состав специализированными добавками (напр. серии Iriotec® 8000 от компании Merck)

Пластики и полимеры представляют собой материалы широкой номенклатуры как по структуре и составу, так и по физическим свойствам. Существует настолько большое количество химически различных пластиков, что разделение их на категории представляется сложной задачей. Для подобных случаев методы практического тестирования лазерной обработки на различных режимах являются наиболее эффективной процедурой получения представления о качестве и производительности обработки. Существенным с точки зрения особенностей «лазерной маркируемости» является также выбор источника лазерного излучения. Так, например, применение лазерных источников инфракрасного (1064 нм), зеленого (532 нм) и ультрафиолетового (266 нм) позволяет, в ряде случаев, добиться требуемых параметров качества обработки. Применение современных лазеров с перестраиваемой длительностью импульса (YLPM) обеспечивает еще более «тонкую» подстройку параметров воздействия. 

В силу конструктивной и интерфейсной унификации, предлагаемое оборудование может комплектоваться различными лазерами для достижения наилучших результатов. Возможности предоставляемые программным обеспечением в части подготовки и проведения тестовых маркировок обеспечивают оперативность получения представления о «маркируемости» пластика и требуемых для этого сочетаниях технологических параметров, практически, в режиме «он-лайн».

Резиновые изделия

Резина является хорошо обрабатываемым материалом для лазерной гравировки в испарительном режиме поскольку обладает высокой поглощающей способностью для лазерного излучения и летучими продуктами разрушения. Надежная гравировка резинотехнических изделий обеспечивается глубиной воздействия и получением соответствующих рельефных изображений. Наше оборудование предлагает возможности идеального сочетания мощности лазерного излучения и скорости обработки для получения требуемых значений погонной вложенной энергии, необходимой для качественной лазерной гравировки резины. Предлагаемые в составе лазерного технологического оборудования средства вытяжки и фильтрации воздуха рабочей зоны сделают этот процесс безопасным и экологичным.

Двухслойная акриловая пленка tesa®

Этикетки из пленки tesa® - это хрупкие двухслойные акриловые пленки с носителем информации, который разрушается при вскрытии. Маркировка и резка производятся лазером в один этап, что позволяет производить этикетки любых вариаций и форм, используя один материал. Основа имеет высокую степень стойкости к воздействию химических веществ, температуры, а так же к истиранию и старению. Адгезионная система, состоящая из акрила, модифицированного специальными смолами, применима к широкому классу промышленных материалов и покрытий. 

Пленки tesa® с лазерной маркировкой обладают высокой химической и термической стойкостью, что позволяет применять подобную маркировку для широкого класса производственных процессов. 

Керамика

Керамические материалы, в силу разнородности компонентов и многообразия технологий получения, обладают широким диапазоном физических свойств, включая уникальные сочетания механических, теплофизических и электрофизических параметров. В этой связи различные типы керамики применяются в электротехнике, микро- и наноэлектронике. К таким материалам относятся керамики на основе оксида алюминия (Al2O3), фарфора (Al2Si2O5(OH)), диоксида циркония (ZrO2) и другие. 

Несмотря на имеющиеся общие представления о лазерных технологиях для типовых разновидностей керамики, обработка лазерным излучением, зачастую, требует проведения исследований характера воздействия на материал для каждого конкретного случая исходя из критериев качества – точность профиля поверхности, изменение поверхностных и прилежащих к зоне обработки участков с точки зрения электрофизических свойств, влияние на прочность и твердость получаемой детали. 

Многообразие предлагаемых конструктивно-компоновочных решений и комплектации оборудования, а также вариативность лазерного излучения как в части пространственных, так и энергетических и спектральных параметров позволяет найти оптимальные технологические режимы обработки практически для всех видов керамических материалов. Проведение таких тестов, как правило, характеризуется высокой оперативностью и не занимает много времени.