レーザマーキングの仕組み

そして、家から車、病院まで、なぜレーザマーキングは世の中にあふれているのか。

2021年7月22日、Coherent

レーザマーキングは、ノートパソコンや車のダッシュボードのキーから、冷蔵庫のミルクカートン、ゴルフクラブのロゴ、外科医が使用する器具まで、文字通りどこにでもあります。実際、マーキングは、印刷などの他の方法に比べて非常に多くの利点があるため、今日のレーザの最大の用途の1つになっています。一例を挙げると、レーザは、頻繁に手で触れても剥がれたり汚れたりしない永続的なマークをほとんどの材料に簡単に作成できます。

2種類のレーザマーキング

レーザマーキングがどこにでもあるということは、どのようなものでもレーザでマーキングできるということでしょうか。まさに、知られている中で最も硬い素材であるダイヤモンドにでさえ、レーザでマークを付けることができます。そして、それは実際に重要な用途となっています。レーザは、石の外観を変えることなく、一意に識別でき、詐欺を減らすのに役立つ、小さくても消えることのないマークを生成するからです。

では、レーザは実際にどのように対象をマークキングするのでしょうか。それは実際には対象物によって異なります。対象物の構成、マークの外観、使用方法などです。ただし、最も広い意味では、すべてのレーザマーキングは、ほぼ次の2つのカテゴリに分類されます。

  • 表面に色やコントラストの変化をもたらすマーク
  • 表面のテクスチャの削除または変更を伴うマーク

素材の除去は、実際には彫刻だけです。これは、ほぼすべての人に馴染みがあり、非常に理解しやすいものです。この場合、レーザは表面に当たった場所で材料を燃やしたり蒸発させたりするだけです。したがって、マークを付けるには、ビームを移動(またはスキャン)して、必要な文字、数字、バーコード、またはグラフィックをトレースする必要があります。作成された溝は、従来の彫刻と同じように、元の表面の色と対照的な素材で埋めることで、見やすく加工されることもあります。

表面を乱さずにマーキング

マーキングする素材に応じて、レーザを使用して色を変更する方法は多く存在します。ただし、その方法のほとんどは、表面に「損傷を与えることなく」、(人や機械が)簡単に読み取れる高コントラストのマークを作成するという発想に基づくものです。

白くて透明なプラスチックでは、レーザは材料を加熱(および炭化)することでダークマークを付けることができます。一方、着色された暗いプラスチックは光退色することがあります。つまり、プラスチックはレーザによって色あせたり、明るい色にしたりすることができます。また、この同じレーザブリーチ方法を使用すれば、デニムジーンズで定番となっている摩耗と劣化のパターンをほぼすべて再現できます。木材もレーザで簡単に焦がすことができる素材ですが、これは、たとえば、飾り額や掲示板を作成するために使用されます。

プラスチックにマーキングするもう1つの一般的な方法は、フォーミングと呼ばれるものです。実際には、彫刻と色の変更の組み合わせのようなものです。コンピューターのキーなどの暗い色のプラスチックに白または明るいマークを付けるためによく使用されます。フォーミングでは、レーザが少量の材料を沸騰させ、硬い泡として冷却します。同様に、「触覚マーキング」は、視覚障害者などの人々が触覚で読み取れる隆起したパターンを作成します。

家から車、病院まで、なぜレーザマーキングは世の中にあふれているのか

写真。レーザがプラスチックにマーキングする一般的な方法。

レーザブラックマーキング — 金属をマーキングするための最新の技術

レーザは、金属の色を変えることさえできます。実際、「レーザブラックマーキング」と呼ばれるかなり新しい方法は、手術器具や内視鏡などの再利用可能な医療機器に非常に人気があることを証明しています。このシナリオでは、超短パルス(USP)レーザにより、金属表面に微視的な構造変化が生じるため、材料が焦げていなくても、光を閉じ込めて黒く見えます。マークにはっきりとした質感はありません。一部のプレミアムエレクトロニクス機器のメーカーは、これと同じ方法を使用して、簡単に偽造や改ざんできない方法で製品のロゴとシリアル番号にマークを付けています。

Coherent ExactMarkレーザマーキングシステムをご覧ください。

マーキングシステムを用途に適合させる 

特定のマーキング作業に使用される特定のレーザは、材料、マークの望ましい外観、そしてもちろん経済性、つまりメーカーがそれを製造するためにいくら費やしても構わないと思っているかどうかによって異なります。使用されている方法はたくさんあり、それぞれに最適な特定の種類のレーザがあります。Coherentがレーザマーキングシステムでこのように幅広い選択肢を提供しているのはまさにそのためです。

これは、レーザマーキングがどのように機能するかについての最も簡単な紹介であり、実際には表面を引っかいただけです(多くのレーザマーキング用途とは異なります!)。しかし、机、オフィス、家を見回すときは、自分自身に問いかけてください。これまで気づかなかったレーザマークがいくつあるかわかりますか。

Coherentが一部のレーザマーキング用途で速度を2倍にした方法をご覧ください。

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