Technologia klejenia laserowego
Klejenie laserowe to uznana technologia, która wykorzystuje lasery do łączenia materiałów do znakowania addytywnego z szeroką gamą różnych podłoży i jest powszechnie stosowana w przypadku laserów CO2 , Nd:YAG i światłowodowych.
Technologia została wynaleziona po raz pierwszy w połowie lat 90. przez Paula W. Harrisona, założyciela TherMark. Po sprzedaniu swoich udziałów w TherMark, założył technologię Laser Bonding Technology i nadal zajmuje się sprzętem do znakowania laserowego oraz dalszym rozwojem nowych i unikalnych materiałów znakujących.
Te nowe produkty tworzą trwałe ślady na większości powierzchni metalowych, szklanych, ceramicznych i kamiennych do użytku w szerokim zakresie zastosowań przemysłowych i artystycznych, od motoryzacji, lotnictwa i medycyny po branże nagradzania i personalizacji. Różni się od bardziej znanych technik grawerowania laserowego i ablacji laserowej tym, że jest to proces addytywny, polegający na dodawaniu materiału do powierzchni podłoża w celu utworzenia trwale połączonego znaku lub dekoracji zamiast usuwania materiału, jak to ma miejsce w innych procesach laserowych. [1]
W przypadku metali części można trwale znakować z wysokim kontrastem i wysoką rozdzielczością w celu identyfikacji, logo, kodowania kreskowego i serializacji, bez uszkodzenia podłoża. W przypadku szkła i ceramiki można dekorować lub znakować złożone powierzchnie; jednak tradycyjny proces wypalania w piecu zastępuje się laserem, z trwale związanymi dekoracjami i oznaczeniami wypalanymi w ciągu sekund zamiast minut lub godzin.
Technologia procesu spajania laserowego ewoluuje
Jakość znakowania zależy od wielu czynników, w tym od powierzchni podłoża, typu i mocy lasera, szybkości znakowania i wielkości plamki, nakładania się wiązki, grubości materiału i innych parametrów lasera. Produkty LaserBond™ są dostarczane zarówno w puszkach w aerozolu, jak i pojemnikach z płynnym atramentem. Mogą być nakładane różnymi metodami, w tym ręczną techniką nakładania pędzlem, aerografem, natryskiem przemysłowym, tampodrukiem, sitodrukiem, powlekaniem rolkowym i transferem taśmowym. Powstałe ślady są trwale związane z podłożem iw większości przypadków są tak trwałe jak samo podłoże.
Podobnie jak w przypadku większości technologii, to, co dziś jest nowe i ekscytujące, za kilka lat stanie się przestarzałe. Nowe ulepszenia materiałów LaserBond™, które są oparte na sprawdzonej technologii submikronowej i nanocząsteczkowej, przynoszą zaskakujące wyniki i nowy patent zgłoszony [2] .
Produkty i technologia LaserBond™ nie naruszają żadnego z oryginalnych i/lub aktualnie istniejących patentów. Aby uzyskać dodatkowe informacje i dowiedzieć się więcej o istniejących i oczekujących patentach - kliknij zakładkę Blog u góry strony.
Większość właściwości nanocząstek zależy od rozmiaru i nie ujawnia się, dopóki ich rozmiar nie zostanie zmniejszony do skali nanometrycznej. Wysoki stosunek powierzchni do objętości w połączeniu z efektami wielkości (efektami kwantowymi) takich nanocząstek wprowadza wiele zjawisk zależnych od wielkości, takich jak nowe lub ulepszone właściwości fizyczne, chemiczne i mechaniczne.
Przykładami są zwiększona powierzchnia ułatwiająca absorpcję i/lub rozpraszanie światła widzialnego i energii lasera, a także obniżona temperatura topnienia tych materiałów. W skali nanometrycznej; są one w rzeczywistości pomostem między materiałami sypkimi a strukturami atomowymi lub molekularnymi. Konwencjonalne materiały sypkie mają stałe właściwości fizyczne niezależnie od ich wielkości; jednak w skali nano często obserwuje się właściwości zależne od wielkości. W przypadku cząstek materiałów sypkich większych niż jeden mikron, takich jak te stosowane w produktach „TherMark” i „CerMark”, procentowa zawartość atomów na powierzchni jest nieistotna w stosunku do liczby atomów w całkowitej masie cząstek materiału.
Ciekawe i często nieoczekiwane właściwości nanocząstek, takie jak ich zdolność do wiązania się z szeroką gamą innych materiałów, pokazują zdolność produktów LaserBond™ do stosowania na powierzchniach metalowych, szklanych, ceramicznych, plastikowych i kamiennych. ze względu na efekty kwantowe cząstek materialnych.
Teraz jedna formuła produktu LaserBond™ może być stosowana na wielu różnych powierzchniach podłoża.
Nanocząstki mają również nieoczekiwane właściwości optyczne, ponieważ są na tyle małe, że ograniczają ich elektrony i wytwarzają dodatkowe efekty kwantowe. Nanocząstki są mniejsze niż długość fali światła widzialnego. Wyświetlany przez nie kolor jest bezpośrednim wynikiem oddziaływania światła z powierzchnią nanocząstek; to oddziaływanie nazywa się rezonansem plazmonowym. Kolor zmienia się wraz ze zmianą rozmiaru i odległości między nanocząsteczkami.
Na przykład nanocząsteczki srebra o różnej wielkości prezentują tęczę kolorów, gdy znajdują się w roztworze, a testy laboratoryjne wskazują, że w przyszłości można je wykorzystać w kolorowych materiałach do znakowania laserowego.
Trwałość oznaczeń laserowo spajanych
Znaki umieszczane na stali nierdzewnej i innych metalach są niezwykle trwałe i przetrwały takie testy, jak odporność na ścieranie, odporność chemiczna, ekspozycja na zewnątrz, ekstremalne temperatury, ekstremalne zimno, kwasy, zasady i różne rozpuszczalniki organiczne.
Znaki na szkle zostały również przetestowane pod kątem odporności na warunki atmosferyczne, kwasy, zasady i zarysowania.
Proces spajania laserowego jest opisany i określony w specyfikacjach i normach dotyczących znakowania zarówno wojskowych [3] , jak i NASA [4] .
Spajanie laserowe jest również preferowaną techniką do stosowania w systemie „Unikalna identyfikacja przedmiotu” (IUID) Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych. Aby uzyskać dalsze informacje chemiczne i techniczne, można pobrać kartę charakterystyki i ustawienia lasera w celu przeglądania i/lub drukowania. [5]
Bibliografia:
Biały papier: „Identyfikacja produktu w zautomatyzowanej produkcji” , Paul W. Harrison, przewodniczący TherMark Holdings, Inc. 5015 Eagle Rock Blvd, Suite 310, Los Angeles, CA 90041 lipiec 2006
Oczekujące zgłoszenie US 2015/0344712 Data publikacji: 3 grudnia 2015 r.
Norma oznaczeń MIL-STD 130M DOD, str. 24, tabela II
NASA HDBK-6003 Podręcznik znakowania NASA, klejenie laserowe, sekcja 5.1.5, s. 15
Aerozol SDS, pasta SDS i ustawienia lasera dla produktów LaserBond™ 100
