圖解塑料激光標刻的五種狀態

　　ICCSZ訊  （文章來源于杰普特）激光標刻目前已經成熟的應用到各行各業的塑料標識當中，它利用激光的高能量，使塑料表面碳化或表面某些成分分解導致塑料發泡，從而得到與基色有較大色差的標記。相比于傳統印刷標記，如絲網印刷、轉移印刷、凹凸印、壓印、油墨印等，這些表面印刷的方法，長時間使用會導致標識模糊和磨損，同時環境友好性差，成本偏高。激光標刻無疑更具有優勢。

　　激光標刻是一種非常靈活的方式，能夠清晰快速的在塑料上標記出不易擦除的圖標。激光在加工產品時，可以達到高度的重復性和可靠性。更重要的是，激光標刻可以實現離線(或獨立)的集成到裝配線上去，更加簡便有效的配合后續的工序，從而達到降低成本提高品質的作用。

　　圖1 塑料深色和淺色標刻

　　激光塑料標刻是以材料表面重組或者說顏色變化為基礎，可分為四種不同的標示類型：

　　起泡、雕刻下陷、雕刻下陷并帶有顏色變化、顏色變化。當然也有很多的塑料樣品在不增添輔助劑的情況下，加工后也不會產生任何的變化。

　　射透不產生標記

　　有許多的透明或半透明塑料，激光會透射過材料而不產生任何標記。

　　圖2 不產生標記

　　但是，有兩種材料比較特殊，聚碳酸酯(PC)與聚氯乙烯(PVC)，這兩種材料肉眼觀察也是透明透光的，但是它們即便在很低強度的激光能量照射下，這兩種材料也能發生碳化，從而產生出清晰的標記。

　　起泡

　　對于某些塑膠而言，當激光能量偏低時，不足以使材料碳化，只會使材料表面某些成分分解產生氣體使塑料起泡，這種泡與材料基色有輕微的色差，從而得到帶有淡淡顏色的淺色標識。

　　圖3 氣泡

　　雕刻下陷

　　當激光峰值較高時，或者材料熔點較低時，材料表面局部溫度遠高于物質熔點，材料表面將發生結構重組的腐蝕或氣化。比如：CO2 激光在亞克力材料上的雕刻，端泵激光在硅膠上的雕刻。

　　圖4 雕刻

　　雕刻下陷且顏色變化

　　當激光能量很高時，激光照射會致塑料過度碳化，會使材料出現大小不一、黑色深度不同的斑點。例如苯乙烯類復合物在中等強度的激光照射下便會開始反應，發生碳化，若繼續提高激光強度，則極易造成過度碳化和出現裂縫等現象。

　　圖5 過度碳化

　　顏色變化(短波長)

　　足夠短的激光波長輻射，可以使塑料分子解離導致顏色變化,這是最理想的效果。但往往需要在塑料里添加適量的添加劑才能打出漂亮的效果。

　　圖6 理想標刻

　　添加劑與改性塑料

　　添加劑可以在一定程度上增加聚合物對激光能量的吸收，而改性塑料是指混合或者填充添加劑使塑料增強特定能力的塑料。有的塑料適合進行深色標記改性，有的適合淺色標記改性，而有的則都適合。結合一些激光專利、資料以及打標工作中的案例，將常見的聚合物經激光打標劑改性后按顏色作如下分類(見圖7)?？梢宰黾す鈽丝虝r工藝效果調試的參考方向。

　　圖7 加入添加劑的各種塑料在激光標刻后的顏色分類

　　上文描述了激光加工塑膠材料時，加工材料可能發生的5種變化狀況，而對于激光光源來說，又該如何選擇和調整呢?且聽下回分解