top of page

Laser Bonding-technologie

Laserverlijming is een gevestigde technologie die lasers gebruikt om additief markeermateriaal te hechten aan een groot aantal verschillende substraten en wordt vaak gebruikt met CO2- , Nd:YAG- en Fiberlasers.

De technologie werd voor het eerst uitgevonden in het midden van de jaren negentig door Paul W. Harrison, de oprichter van TherMark. Nadat hij zijn belang in TherMark had verkocht, richtte hij Laser Bonding Technology op en blijft hij betrokken bij lasermarkeerhardware en de verdere ontwikkeling van nieuwe en unieke markeermaterialen.  

Deze nieuwe producten produceren permanente markeringen op de meeste metalen, glas-, keramiek- en steenoppervlakken voor gebruik in een breed scala van industriële en artistieke toepassingen, variërend van auto-, ruimtevaart- en medische toepassingen tot de awards- en personalisatie-industrie.  Het verschilt van de meer algemeen bekende technieken van lasergraveren en laserablatie doordat het een additief proces is, waarbij materiaal aan het substraatoppervlak wordt toegevoegd om een permanent gehechte markering of decoratie te vormen in plaats van materiaal te verwijderen zoals bij die andere laserprocessen wordt gedaan. [1]

Voor metalen kunnen onderdelen permanent worden gemarkeerd met een hoog contrast en hoge resolutie voor identificatie, logo's, barcodes en serialisatiedoeleinden, zonder de ondergrond te beschadigen. Met glas en keramiek kunnen complexe oppervlakken worden gedecoreerd of gemarkeerd; het traditionele bakproces in de oven wordt echter vervangen door een laser, waarbij de permanent gehechte versieringen en markeringen in seconden worden afgevuurd in plaats van minuten of uren.

De procestechnologie voor laserbinding evolueert

De kwaliteit van de markering is afhankelijk van een aantal factoren, waaronder het substraatoppervlak, het type en het vermogen van de laser, de markeersnelheid en de puntgrootte, de straaloverlap, de materiaaldikte en andere laserparameters.  LaserBond™-producten worden geleverd in zowel spuitbussen als containers voor vloeibare inkt. Ze kunnen op verschillende manieren worden aangebracht, waaronder handmatige brush-on techniek, airbrushen, industrieel spuiten, tampondruk, zeefdruk, rolcoating en tape transfer. De resulterende markeringen zijn permanent aan de ondergrond gehecht en zijn in de meeste gevallen net zo duurzaam als de ondergrond zelf.

Zoals met de meeste technologieën, zal wat vandaag nieuw en opwindend is, in slechts een paar jaar achterhaald zijn. Nieuwe verbeteringen aan de LaserBond™-materialen die gebaseerd zijn op gevestigde submicron- en nanodeeltjestechnologie, leveren verrassende resultaten op en een nieuw aangevraagd patent [2] . 

LaserBond™-producten en -technologie maken geen inbreuk op de oorspronkelijke en/of momenteel bestaande patenten. Voor aanvullende informatie en om meer te weten te komen over deze bestaande en aangevraagde patenten, klik op het tabblad Blog bovenaan de pagina.

De meeste eigenschappen van nanodeeltjes zijn afhankelijk van de grootte en worden pas duidelijk als hun grootte is verkleind tot nanometerschaal.  De hoge oppervlakte-tot-volumeverhouding in combinatie met de grootte-effecten (kwantumeffecten) van dergelijke nanodeeltjes introduceert veel van de grootte afhankelijke fenomenen zoals nieuwe of verbeterde fysische, chemische en mechanische eigenschappen. 

Voorbeelden zijn het grotere oppervlak dat de absorptie en/of verstrooiing van zichtbaar licht en laserenergie vergemakkelijkt, evenals het verlaagde smeltpunt van deze materialen.  Op nanometerschaal; ze zijn in feite een brug tussen bulkmaterialen en atomaire of moleculaire structuren. Conventionele bulkmaterialen hebben constante fysieke eigenschappen, ongeacht hun grootte; op nanoschaal worden echter vaak grootteafhankelijke eigenschappen waargenomen.  Voor bulkmateriaaldeeltjes groter dan één micron, zoals die worden gebruikt in de producten "TherMark" en "CerMark", is het percentage atomen aan het oppervlak niet significant in verhouding tot het aantal atomen in de totale bulk van de materiaaldeeltjes. 

De interessante en vaak onverwachte eigenschappen van nanodeeltjes, zoals hun vermogen om zich te hechten aan een grote verscheidenheid aan andere materialen, worden aangetoond door het vermogen van de LaserBond™-producten om te worden gebruikt op metalen, glas, keramiek, plastic en stenen oppervlakken en zijn voornamelijk vanwege de kwantumeffecten van de materiële deeltjes.

 

Nu kan één LaserBond™-productformulering op veel verschillende ondergronden worden gebruikt.

Nanodeeltjes hebben ook onverwachte optische eigenschappen omdat ze klein genoeg zijn om hun elektronen op te sluiten en extra kwantumeffecten te produceren. Nanodeeltjes zijn kleiner dan de golflengte van zichtbaar licht. De kleur die ze vertonen is een direct gevolg van de interactie van licht met het oppervlak van de nanodeeltjes; deze interactie wordt plasmonresonantie genoemd. De kleur verandert naarmate de grootte en afstand tussen de nanodeeltjes varieert.

Nanodeeltjes van verschillende grootte van zilver vertonen bijvoorbeeld een regenboog van kleuren wanneer ze in oplossing zijn en laboratoriumtests geven aan dat ze in de toekomst kunnen worden gebruikt in kleurenlasermarkeermaterialen.  

 

De duurzaamheid van lasergebonden markeringen

 

Markeringen op roestvrij staal en andere metalen zijn extreem duurzaam en hebben tests doorstaan zoals slijtvastheid, chemische weerstand, blootstelling aan de buitenlucht, extreme hitte, extreme kou, zuren, basen en verschillende organische oplosmiddelen. 

Markeringen op glas zijn ook getest op weerstand tegen weersomstandigheden, zuren, basen en krassen.

Het laserverbindingsproces wordt beschreven en gespecificeerd in zowel militaire [3] als NASA [4] markeringsspecificaties en -normen.

 

Laserbinding is ook een techniek die de voorkeur heeft voor gebruik in het "Item Unique Identification"-systeem (IUID) van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Voor verdere chemische en technische informatie kunnen de MSDS en laserinstellingen worden gedownload om te bekijken en/of af te drukken. [5]

Referenties:

  1. Wit papier:  "Productidentificatie in geautomatiseerde productie" ,  Paul W. Harrison, voorzitter, TherMark Holdings, Inc. 5015 Eagle Rock Blvd, Suite 310, Los Angeles, CA 90041 juli 2006

  2. In afwachting van aanvraag US 2015/0344712 Publicatiedatum: 3 december 2015

  3. MIL-STD 130M DOD-markeringsstandaard, p.24, tabel II

  4. NASA HDBK-6003 NASA Markeringshandboek, Laser Bonding Sectie 5.1.5, p.15

  5. SDS-spuitbus , SDS-pasta en laserinstellingen voor LaserBond™ 100-producten

7bottles.jpg
bottom of page