Laser bonding teknologi
Laserbinding er en etablert teknologi som bruker lasere til å binde additivt merkemateriale til en lang rekke forskjellige substrater og brukes ofte med CO2 , Nd:YAG og Fiberlasere.
​
Teknologien ble først oppfunnet på midten av 1990-tallet av Paul W. Harrison, grunnleggeren av TherMark. Etter å ha solgt sin interesse i TherMark, fortsatte han med å grunnlegge Laser Bonding Technology og fortsetter å være involvert i lasermerkingsmaskinvare og videreutvikling av nye og unike merkematerialer.
​
Disse nye produktene produserer permanente merker på de fleste metall-, glass-, keramikk- og steinoverflater for bruk i et bredt spekter av industrielle og kunstneriske bruksområder, alt fra bilindustrien, luftfarten og medisinsk til pris- og personaliseringsindustrien. Det skiller seg fra de mer kjente teknikkene for lasergravering og laserablasjon ved at det er en additiv prosess, som tilfører materiale til substratoverflaten for å danne et permanent bundet merke eller dekorasjon i stedet for å fjerne materiale som gjøres i de andre laserprosessene. [1]
​
For metaller kan deler merkes permanent med høy kontrast og høy oppløsning for identifikasjon, logoer, strekkoding og serialiseringsformål, uten skade på underlaget. Med glass og keramikk kan komplekse overflater dekoreres eller merkes; Imidlertid erstattes den tradisjonelle ovnsfyringsprosessen med en laser, med permanent festede dekorasjoner og markeringer som skytes på på sekunder i stedet for minutter eller timer.
​
Laserbindingsprosessteknologien utvikler seg
Merkekvaliteten avhenger av en rekke faktorer, inkludert underlagets overflate, lasertype og kraft, markeringshastighet og punktstørrelse, stråleoverlapping, materialtykkelse og andre laserparametere. LaserBond™-produkter leveres i både aerosolspraybokser og beholdere med flytende blekk. De kan påføres med forskjellige metoder, inkludert en manuell børsteteknikk, luftbørsting, industriell sprøyting, putetrykk, silketrykk, rullebelegg og tapeoverføring. De resulterende merkene er permanent festet til underlaget, og i de fleste tilfeller er de like holdbare som selve underlaget.
​
Som med de fleste teknologier, vil det som er nytt og spennende i dag være foreldet om bare noen få år. Nye forbedringer av LaserBond™-materialene som er basert på etablert sub-mikron- og nanopartikkelteknologi gir overraskende resultater og et nytt patentsøkt [2] .
LaserBond™-produkter og -teknologi krenker ikke noen av de originale og/eller eksisterende patentene. For ytterligere informasjon og for å lære mer om disse eksisterende og ventende patentene - klikk på Blog-fanen øverst på siden.
​
De fleste egenskapene til nanopartikler er størrelsesavhengige og blir ikke synlige før størrelsen er redusert til nanometerskalaen. Det høye forholdet mellom overflate og volum kombinert med størrelseseffektene (kvanteeffektene) til slike nanopartikler introduserer mange størrelsesavhengige fenomener som nye eller forbedrede fysiske, kjemiske og mekaniske egenskaper.
Eksempler er det økte overflatearealet som letter absorpsjon og/eller spredning av synlig lys og laserenergi, samt det reduserte smeltepunktet til disse materialene. På nanometerskalaen; de er faktisk en bro mellom bulkmaterialer og atomære eller molekylære strukturer. Konvensjonelle bulkmaterialer har konstante fysiske egenskaper uavhengig av størrelse; Imidlertid observeres ofte størrelsesavhengige egenskaper på nanoskala. For bulkmaterialpartikler større enn én mikron, slik som de som brukes i «TherMark»- og «CerMark»-produktene, er prosentandelen av atomer på overflaten ubetydelig i forhold til antall atomer i den totale bulken av materialpartiklene.
De interessante og ofte uventede egenskapene til nanopartikler, som for eksempel deres evne til å binde seg til en lang rekke andre materialer, vises av LaserBond™-produktenes evne til å brukes på metall-, glass-, keramikk-, plast- og steinoverflater og er først og fremst på grunn av kvanteeffektene av materialpartiklene.
Nå kan én LaserBond™-produktformulering brukes på mange forskjellige underlagsoverflater.
​
Nanopartikler har også uventede optiske egenskaper da de er små nok til å begrense elektronene deres og produsere ytterligere kvanteeffekter. Nanopartikler er mindre enn bølgelengden til synlig lys. Fargen de viser er et direkte resultat av lysets interaksjon med overflaten til nanopartikler; denne interaksjonen kalles Plasmonresonans. Fargen endres ettersom størrelsen og avstanden mellom nanopartikler varierer.
For eksempel, ulik størrelse nanopartikler av sølv viser en regnbue av farger når de er i løsning, og laboratorietester indikerer at de kan brukes i fargelasermerkingsmaterialer i fremtiden.
​
​
​
​
​
​
​
​
Holdbarheten til laserbundne markeringer
Merker plassert på rustfritt stål og andre metaller er ekstremt holdbare og har overlevd tester som slitestyrke, kjemisk motstand, utendørs eksponering, ekstrem varme, ekstrem kulde, syrer, baser og ulike organiske løsemidler.
Merker på glass er også testet for motstand mot værforhold, syrer, baser og riper.
​
Laserbindingsprosessen er skissert og spesifisert i både militære [3] og NASA [4] merkespesifikasjoner og standarder.
Laserbinding er også en foretrukket teknikk for bruk i USAs forsvarsdepartements «Item Unique Identification»-system (IUID). For ytterligere kjemisk og teknisk informasjon kan MSDS og laserinnstillinger lastes ned for visning og/eller utskrift. [5]
​
Referanser:
Hvitt papir: "Produktidentifikasjon i automatisert produksjon" , Paul W. Harrison, styreleder, TherMark Holdings, Inc. 5015 Eagle Rock Blvd, Suite 310, Los Angeles, CA 90041, juli 2006
Ventende søknad US 2015/0344712 Publiseringsdato: 3. desember 2015
MIL-STD 130M DOD Marking Standard, s.24, Tabell II
NASA HDBK-6003 NASA Marking Handbook, Laser Bonding Section 5.1.5, s.15
SDS Aerosol , SDS Paste og Laser Settings for LaserBondâ„¢ 100 produkter