Vergelijking van CO2-vezel- en diodelasers voor metaalmarkering

Barcodes, serienummers en logo's dienen als permanente identificatiemiddelen die traceerbaarheid en merkwaarde bieden aan metalen componenten. Van de verschillende markeermethoden is lasergraveren naar voren gekomen als de ideale oplossing voor het creëren van deze precieze, duurzame markeringen. Met meerdere lasertechnologieën beschikbaar—waaronder CO₂-, fiber- en diodelasers—vereist het selecteren van het juiste systeem echter zorgvuldige overweging.

Hoewel fiberlasers de metaalgraveertoepassingen domineren, bieden CO₂- en diodelasers elk unieke voordelen. Deze analyse onderzoekt de technische kenmerken en optimale gebruiksscenario's voor alle drie de technologieën.

Fiberlasers vertegenwoordigen de beste keuze voor metaalmarkering en bieden superieure snelheid, nauwkeurigheid en operationele efficiëntie. Deze systemen gebruiken ytterbium (Yb)-gedoteerde fiber om een laser met een golflengte van 1064 nm te genereren die efficiënt interageert met metalen materialen. De technologie is geschikt voor bijna alle metaalsoorten, waaronder:

• Aluminium en geanodiseerd aluminium
• Verschillende staalsoorten en roestvrij staal
• Magnesium, lood, zink en koperlegeringen

Fiberlasers ondersteunen drie primaire metaalmarkeringstechnieken:

• Lasersetsen: Creëert contrastrijke zwart/wit markeringen door de oppervlaktemicrostructuur te veranderen. Witte effecten ontstaan door diffuse reflectie, terwijl zwarte markeringen ontstaan wanneer licht wordt vastgehouden in oppervlaktestructuren.
• Diepgraveren: Verwijdert materiaallagen door verdamping, waardoor duurzame markeringen ontstaan die bestand zijn tegen slijtage en nabewerking.
• Laser-uitgloeien: Genereert suboppervlakte zwarte markeringen op ferro metalen door gecontroleerde oxidatie, met behoud van de oorspronkelijke oppervlaktestructuur.

Een enkel fiberlasersysteem kan alle drie de processen uitvoeren door parameterinstellingen. Industriële fiberlasermarkers beginnen doorgaans rond de $120.000, terwijl tafelmodellen variëren van $5.000 tot $25.000.

Met een golflengte van 10,6 μm die metalen slecht absorberen, vereisen CO₂-lasers alternatieve benaderingen voor metaalmarkering:

• Coating verwijderen: Selectief ablateren van oppervlaktebehandelingen op geanodiseerd aluminium of gepoedercoat roestvrij staal, waardoor contrast ontstaat zonder metaalmodificatie.
• Chemische binding: Vereist gespecialiseerde markeringsverbindingen (bijv. CerMark) die zich hechten aan metalen oppervlakken wanneer ze worden geactiveerd door de laser.

CO₂-lasers blinken vooral uit met niet-metalen materialen zoals hout, acryl en leer.

Diodelasers bieden betaalbare metaalmarkeringsoplossingen (sommige onder de $1.000) met verminderde kracht en precisie. Belangrijke variaties zijn onder meer:

• Direct markeren: 1064nm diodes kunnen metalen op dezelfde manier graveren als fiberlasers, met prestatiebeperkingen.
• Ondersteunde markering: Diodes met kortere golflengte (400-500 nm) vereisen markeringsverbindingen zoals CO₂-systemen.

Fibergekoppelde diodelasers verbeteren de straalkwaliteit voor verbeterde markeringsprecisie.

Prijzen voor metaallaser markers variëren van honderden tot honderdduizenden dollars. Elf kritieke factoren bepalen de systeem prijs:

1. Lasertechnologie: Fibersystemen vragen een hogere prijs, maar bieden superieure prestaties en lagere bedrijfskosten.
2. Laservermogen: Een hoger wattage maakt snellere verwerking mogelijk, maar verhoogt de kosten van de apparatuur.
3. Veiligheidsvoorzieningen: Klasse 1-behuizingen en rookafzuigsystemen verhogen de kosten, maar verminderen de veiligheidsrisico's.
4. Koelsystemen: Geavanceerd thermisch beheer verlengt de operationele duur.
5. Optische componenten: Optiek van hoge kwaliteit zorgt voor consistente straalprestaties en een lange levensduur.
6. Automatiseringsmogelijkheden: Robotintegratie en geautomatiseerd laden verhogen de doorvoer.
7. Afmetingen van het werkgebied: Grotere markeringsvelden bieden plaats aan grotere componenten.
8. Gebruikersinterface: Intuïtieve bediening vereenvoudigt de bediening voor niet-specialisten.
9. Communicatieprotocollen: Industriële netwerkcompatibiliteit maakt integratie in de productielijn mogelijk.
10. Constructieduurzaamheid: Robuuste ontwerpen zijn bestand tegen zware industriële omgevingen.
11. Kwaliteitsverificatie: Geïntegreerde visionsystemen valideren de markeringsnauwkeurigheid.

Industriële systemen bevatten functies zoals pulsmodulatie voor snelle markering, precisie-optiek, geïntegreerde veiligheidssystemen en geautomatiseerde kwaliteitsverificatie om consistente resultaten in productieomgevingen te garanderen.