レーザマーキングとは？
レーザマーカーは、何十年にもわたって恒久的なマーキングを製造するために製造に使用されてきました。 パルスファイバーレーザは、2000年代半ばから後半にかけて、マーキング光源として開発され、牽引力を獲得して以来、この技術に対する大きな需要がありました。 CO2、Nd:YVO4、ピコ秒、フェムト秒レーザを組み合わせたこれらのパルスファイバーレーザは、ほぼすべての材料にマーキングソリューションを提供します。今日、レーザマーキングは、追跡とトレーサビリティの必要性によって、多くの市場と無数のアプリケーションにコスト効率の高い、高速で高品質のソリューションを提供しています。
レーザマーキングの方法
レーザは、金属、プラスチック、ガラス、セラミックスなど、さまざまな材料に永久的なマークを付けることができます。 マークは、表面コントラスト、表面溶融、彫刻の3つの主な方法で部品に直接マーキングされます。
レーザマーカーは、レーザ光源、動きのスキャンヘッド、焦点のFシータレンズで構成されています。 レーザは、マークの作成に使用されるエネルギー/出力を提供し、スキャンヘッドには、xとyでレーザをすばやく動かしてマークの経路を追跡するガルバノメーターと呼ばれる2つの直交ミラーが含まれており、Fシータレンズは、レーザを部品に集束させます。 ビームエキスパンダーは通常、正しい集束スポットサイズを生成するために使用されます。マークまたは彫刻パターンは、実行可能なモーションプログラムをスキャンヘッドコントローラにダウンロードするシンプルなソフトウェアを使用して作成されます。 ダウンロードすると、スキャンヘッドはレーザのオン/オフ発射を制御するモーションを実行します。
レーザマーカーと彫刻機は、英数字、機械可読コード（DataMatrixコードなど）、高解像度と高品質を備えたグラフィックやロゴなど、あらゆるマークを作成できる非常に柔軟な機能を備えています。 このプロセスは非接触プロセスであり、消耗品を必要としないため、すべての製造業界で使用されています。
マーキング用レーザ
ファイバー |
約1ミクロンで動作するパルスファイバーレーザは、ほとんどの金属の吸収特性とよく一致しており、一般的にこれらの材料のマーキングと彫刻のための第一の選択肢となっています。さらに、パルスファイバーレーザがマーキングできるプラスチックも数多くあります。 これらのレーザは、低コストの所有、高い信頼性、長寿命、優れたビーム品質、実装の容易さを備えたコスト効率の高いマーキングソリューションを提供します。 パルスファイバーレーザマーカーには、QスイッチとMOPA（マスターオシレーターパワーアンプ）の2種類があります。 Qスイッチバージョンは、周波数の関数として、パルス形状、パルス幅、ピーク出力を持つナノ秒パルスを提供します。 MOPAは、より柔軟性があり、周波数とはやや無関係にパルス形状、持続時間、ピークを選択できるため、プラスチックのマーキングに特に役立ちます。 |
CO2 |
CO2 レーザは、約10ミクロンの遠赤外線で出力され、有機材料やプラスチックとよく整列します。これにより、木材のマーキングや彫刻、プラスチックの彫刻に最適です。プラスチックの場合、通常、非コントラストの刻印マークは、ベース材料に対する刻印深さの「作成」コントラストと相互作用する周囲または外部照明を使用して読み取られます。 |
Nd:YVO4 |
Nd:YVO4またはバナデートレーザはLD励起固体レーザレーザ（DPSS）で、約1ミクロン、グリーン、UVのレーザ波長を提供します。 これらのレーザは、優れたビーム品質と非常に短いパルス（<20ns) with high peak power (>20kW）により、最高のマーク品質を提供します。 DPSSレーザ、特にグリーンレーザは、半導体業界に優れたレーザ光源を提供し、UVレーザはプラスチックに高コントラストマークを提供します。 |
ピコ秒およびフェムト秒レーザ |
ピコ秒レーザとフェムト秒レーザはどちらも、非常に短いパルス持続時間と非常に高いピーク出力を持ち、困難な材料やマーク要件をマークすることができます。 例としては、割れのないガラスマーキングや、医療機器用のステンレス鋼の耐食性の暗いマーキングなどがあります。 |
レーザでマーキングできる材料は何ですか？
レーザは、マークの解像度、品質、コントラスト、予算に応じてレーザを選択することで、多くの材料にマークを付けることができます。
プラスチック：ほぼすべてのプラスチックは、CO2、ナノ秒ファイバー、Nd:YVO4レーザのいずれかを使用してマーキングできます。 一般的な材料には、ナイロン、PET、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ABSなどがあります。 多くの場合、マークはコントラストを持つ必要があり、これは通常、パルスファイバーまたはNd:YVO4レーザを使用して達成することができます。 これらのレーザは、プラスチックを「発泡」または「炭素化」効果のいずれかで溶融することによってコントラストを作り出し、後者は一般的に明るい色と以前の暗い色になります。 Nd:YVO4レーザは、漂白と呼ばれる光化学プロセスにより、表面コントラストの高いプラスチックにマーキングできる緑色および紫外線オプションを提供します。 このタイプのマークは、部品の物理的表面を変更または変更しません。コントラスト、解像度、マーク品質を緩和できる場合、CO2レーザは優れたコスト効率のレーザ光源を提供します。
金属：ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウム、ニッケル、チタンなど、さまざまな金属にマーキングや彫刻を行うことができます。 コントラストマークは、酸化物層の作成、表面の再溶融、表面に彫刻など、さまざまな方法で達成できます。
医療機器の製造には、表面形態に影響を与えずに高いコントラストを提供する黒または暗いマークが使用されます。 マークは部品表面に感じられず、細菌の発育部位になる可能性のある汚れや破片の収集エリアを避ける上で非常に重要です。 チタンの場合、これは非常にクールな外観を持つ青いマークである可能性があります！
再使用可能な医療機器の黒いマークや暗いマークは、不動態化やオートクレーブ後も生き残る必要がある場合があります。この場合、部品の材料や形状に合わせて最適化された加工方法を備えたピコ秒レーザは、最も過酷な不動態化や多くのオートクレーブサイクルに耐えることができるマークを生成します。
金属彫刻では、高出力レーザマーカーが推奨されます。通常は50-100Wで、高速サイクルタイムで彫刻深度を提供するのに十分な出力を備えています。
セラミックスとグラス： ガラスはCO2、Nd：YVO4 UV波長、ピコ秒およびフェムト秒レーザ。 レーザの選択は、マーキング要件によって異なります。 CO2レーザは、表面またはわずかに表面下のマイクロクラックを生成し、ワインボトルなどのソーダ石灰ガラスに一般的に使用されるマークを作成します。UVナノ秒レーザは、微細なマイクロクラックマークを生成し、ガラス内部にサブサーフェスマークを作成できます。フェムト秒レーザは、究極のマーク品質を提供し、マイクロクラックなしでガラス内部にマーキングし、特定の照明条件下でのみ見えるため、偽造防止に最適です。セラミックスでは、マークの品質やセラミックの種類に応じて、1ミクロンの波長、場合によっては緑色の波長のいずれかでNd:YVO4レーザが一般的に使用されます。
エポキシと樹脂：これらの材料は、電気ボックスで使用されるものなど、通常、ファイバーまたはNd:YVO4のいずれかの1ミクロンレーザでマーキング可能であり、良好なコントラストマークを提供します。半導体の場合、エポキシまたはエラストマー製のICチップのマーキングは、1ミクロンまたはグリーンレーザを使用して行われます。特定のSEMI用途では、マークの浸透を約10ミクロンに制御する必要があり、通常はNd:YVO4レーザで達成されます。
レーザマーキングの利点
- レーザマーキングには多くの利点があります。
- 非接触加工方法 – 部品に機械的力がかからない
- 永久的なマーク - マークが擦れない
- 使いやすいシンプルなライン統合 - シンプルなソフトウェアが使用と統合のプラグアンドプレイを実現
- 消耗品なし - インク、スタイラス、化学物質を入れ替えない環境に優しい加工方法
- 非常に信頼性が高い – レーザマーカーは非常に堅牢で成熟した技術です
- 長寿命 – 通常、パルスファイバーレーザは50,000時間以上の稼働が可能
- 金属、プラスチック、セラミック、ガラス、セラミック、エポキシなど、ほぼすべての材料にマーキング
- 英数字、マシンコード、グラフィック、ロゴなど、あらゆるパターンにマークを付ける
- 柔軟性 – マーク、単一または複数の部品、固定またはその場での動的サイズ、カスタムシリアル化、データベースインクリメントコード、名前を付けることができます。