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レーザーマーキングとは?

レーザーマーキングとは

レーザーマーキングとは?

レーザーマーキングは、さまざまな素材に恒久的なマークを付けるレーザー技術です。現在の業界規制では、部品に明確かつ読みやすくマーキングすることが求められているため、レーザー マーキング プロセスの適用範囲が拡大しています。以前の業界の傾向では、メーカーは従来の彫刻またはスクリーン印刷プロセスを使用して表面にマーキングする必要がありました。これらのプロセスは永続的ではなく、費用がかかり、多くの場合、部品の欠陥につながります。
しかし、レーザー マーキングの導入により、エンジニアやメーカーは部品の品質を損なうことなく数字、画像、または文字を作成できるようになりました。物理的なツールを使用して表面をエッチングする代わりに、レーザー マーキングでは集束レーザー ビームを使用して、読みやすく損傷のないマークを作成します。レーザーマーキングは、幅広い用途を持つプロセスです。レーザーマーキングは、アブレーション、彫刻、発泡、着色、炭化などのさまざまなプロセスと交換できる一般的な用語であり、選択方法は材料と品質の要件によって異なります。
目次
レーザーマーキング

レーザーマーキングとは?

レーザーマーキング技術は、焦点を絞ったレーザービームを使用して、テキスト、数字、ロゴ、またはパターンをあらゆる表面に刻印します。発振器から出射したレーザー光をミラー(スキャンミラーと呼ばれる)で走査し、集光レンズで対象物に集光させ、表面を変化させてマーキングします。レーザーマーキングはレーザーを使用してターゲットの表面を変更するため、この方法はインクベースよりも耐摩耗性が高く、時間の経過とともにマーキングが消えることはありません。
つまり、レーザーマーキングは、通常、ファイバーレーザー、CO2 レーザー、または UV レーザーを使用して表面に耐久性のあるマークを作成する恒久的なプロセスです。最も一般的なレーザーマーキングアプリケーションのタイプは次のとおりです。
  • アニーリング
  • 炭素移動
  • 変色
  • 彫刻
  • エッチング
レーザーマーキングは、自動化された装置と組み合わせて使用 することで、高速処理を実現できます。レーザーマーキングは、スチール、チタン、アルミニウム、銅、セラミック、プラスチック、ガラス、木材、紙、厚紙などのさまざまな素材に永続的な追跡可能なマークを残すことができます。部品と製品には、テキスト (シリアル番号と部品番号を含む) および機械可読データ (バーコード、一意の ID コード、2D データ マトリックス コードなど) でマークを付けることができます。
レーザーマーキングの仕組み

レーザーマーキングはどのように機能しますか?

レーザー マーキング技術は、高出力の集束レーザー ビームを生成することにより、ワークピースの表面に耐久性のあるマークを作成します。ミラーを使用して、蓄積されたエネルギーを材料の表面に向けられたコヒーレント ビームに放出します。
ビームが部品の表面と相互作用すると、熱エネルギーがビームから表面に伝達されます。その結果、材料の外観と特性が変化します。エネルギーレベルに応じて、レーザーは表面を非常に正確に彫刻、エッチング、アニール、または変色させることができます。
ビームの焦点を合わせて材料の特定の領域のみをターゲットにすることで、レーザー マーキング マシンは事実上あらゆる表面に正確で高コントラスト、高品質のマークを作成できます。これらのマークは永続的で、どの表面でも簡単に読み取ったりスキャンしたりできます。したがって、このラベル付けプロセスは、永続性と正確さが重要な操作に適しています。
レーザーマーキング技術の種類

レーザーマーキング技術の種類

さまざまな用途に適したさまざまなレーザーマーキング技術があります。それぞれの手法には長所と短所があり、選択は予算、品質要件、およびアプリケーションによって異なります。これらのテクニックのいくつかを一緒に見てみましょう。

レーザー彫刻

レーザー彫刻プロセスでは、レーザービームを使用して、ワークピースの表面から一部の材料を溶かして蒸発させます。この過程で、材料はレーザーの熱を吸収し、溶融して蒸発し、最終的にくぼみの形でマークを形成します。さらに、素材が空気と反応して色が変化し、マークがさらにユニークになります。
レーザー彫刻プロセスには消耗品がないため、特殊なインクやドリルを使用する他の彫刻方法よりも運用コストが低くなります。レーザーは、金属、プラスチック、セラミックなど、さまざまな材料に作用するため、エンジニアはさまざまな用途にレーザーを使用できます。

アニーリング

アニール マーキングは、特殊なタイプの金属のレーザー エッチングです。このプロセスでは、レーザー ビームが金属表面を局所的に加熱してマークを作成します。レーザービームは材料の表面に 20 ~ 30 µm しか浸透しないため、表面の変化は最小限です。局所的な加熱により材料の色が変化し、加熱された層の温度に応じて、マーキングは黒、赤、黄、または緑になります。
レーザーアニーリングの結果は、永久的な耐摩耗性マークです。レーザー アニーリングは鉄金属とチタンに最適ですが、熱や酸化物の影響を受けない非鉄金属とアルミニウムにはあまり効果がありません。

レーザーエッチング

この非常に用途の広いプロセスは、ワークピースの表面を溶かして、シリアル番号、データ マトリックス コード、ロゴ、バーコードなどのマーキングをワークピースに形成します。レーザー ビームは、局所的な小さな領域に大量のエネルギーを供給することによって隆起したマークを作成します。その結果、表面が溶けて膨張し、色が黒、灰色、または白に変わります。また、アルミニウム、鋼、マグネシウム、ステンレス鋼など、さまざまな金属に適した汎用性の高いレーザー マーキング プロセスでもあります。

炭化

炭化は、明るい表面に強いコントラストを生み出すことができます。炭化中、レーザーによって生成された熱が材料の表面を加熱し (最低 100°C)、酸素、水素、または 2 つのガスの混合物を放出します。この反応が起こる場所はどこでも、炭素濃度の高い暗い領域が残ります。
形成されるマークは灰色から青灰色であるため、炭化は暗い色の対象物には必ずしも適していません。その結果、マークされた部分とワークピースの残りの部分との間のコントラストが低下します。一般的に、炭化は木材、紙、皮革、梱包材などのマークに使用されます。

発泡

より明るい色のマーキングを作成する場合、炭化はあまり役に立たないかもしれませんが、発泡はそのような用途により適しています。発泡プロセスでは、レーザーを当てて材料の表面を加熱し、材料を溶かして気泡を放出させます。気泡が酸化すると、一種の泡が形成され、光を反射します。
この方法は、ダーク コンポーネントに最適なマークアップ オプションの 1 つです。これは、マーキングがコンポーネントの表面よりも高くなっており、表面の残りの部分とのコントラストが高くなるためです。ポリマーの標識にも最適です。

削除

このレーザーマーキング方法は、コーティングされた材料に特に適しています。このプロセスでは、レーザー ビームがワークピースに塗布されたトップコートを除去し、下層 (基材) を露出させます。 2 つのレイヤーの色が異なる場合、コントラストが作成されます。材料の表面を除去することによってレーザー加工される一般的な材料には、陽極酸化アルミニウム、コーティングされた金属、ホイル、およびラミネートが含まれます。

変色

材料の化学組成が、レーザーマーキングの際に有利になる場合があります。レーザービームは材料を局所的に加熱し、この加熱が化学変化を引き起こします。副産物の色が異なる場合、レーザーが表面と接触する場所で高いコントラストが得られます。
変色には浸透は必要なく、マーキングは酸化物層の厚さに依存します。通常、プラスチックのマーキングには変色法が使用されます。これは、プラスチックが局所的に加熱された結果、材料にすすが堆積するためです。表面に暗い跡が現れます。
レーザーマーキングマシンの種類

レーザーマーキングマシンの種類

多くの種類のレーザー マーキング マシンをさまざまな用途に使用できます。それぞれに長所と短所があり、用途、予算、および品質要件によってどれを選択するかが決まります。ここでは、マーキングに使用される最も一般的な 2 つのレーザー マーキング マシンについて説明します。 CO2レーザーマーキングマシン、 と ファイバーレーザーマーキングマシン.

CO2レーザーマーキングマシン

CO2レーザーマーキングマシンは、レーザー媒体としてCO2ガスに適しており、有機材料のマーキングに最適なシステムです。金属が特殊なマーキング剤で処理されている場合、CO2 レーザーを金属に使用して、恒久的な高コントラストのマークを作成することもできます。
CO2 レーザーは、すべてのレーザー マーキング システムの中で最も長い波長 (10600nm) を持っているため、紙、木材、一部のプラスチック ポリマーなど、さまざまな業界で必要なさまざまな材料にマーキングするのに適しています。CO2 レーザー マーキング マシンは、電気製品、集積回路、食品および医療用パッケージ、電子部品に永久的なシリアル番号、ロゴ、バーコードを作成できます。

ファイバーレーザーマーキングマシン

これらのレーザー マーキング マシンは、今日利用可能な最も強力なレーザー マーキング マシンの一部であるため、ファイバー レーザー マーキング技術は、最近ますます人気が高まっています。 20 から 100 ワットの出力レベルで動作する固体レーザーは、希土類金属イッテルビウムの生産を刺激します。この金属元素は、約 1,090 nm の波長の光子を生成できるため、金属材料のマーキングに最適です。
ファイバー レーザー マーキング マシンは、深い彫刻やエッチングに適しています。より硬い金属や、高解像度を得るためにスポット サイズが小さい高出力システムが必要な場合に、より優れた結果が得られます。スポット サイズが小さく、ビーム品質が高く、レンズが大きいため、これらのマーカーは小型部品のバッチ マーキングに最適です。
ファイバー レーザー マーキング マシンは、他のマシンよりも安価に購入でき、システムの信頼性も高くなります。 PCB、プラスチック、ニッケル、金メッキなど、マーキングが難しい素材にもマーキングできます。ファイバー レーザーは、プラスチックのアニーリング、彫刻、およびマーキング プロセスを使用したレーザー エッチングに最適です。耐用年数は少なくとも 25,000 時間です。また、MOPAレーザーは特殊なタイプのファイバーレーザーです。 MOPA レーザーは、大量の材料を処理するためにパルス幅を変更できるため、非常に用途が広いです。
レーザーマーキングマシンを使用する利点は何ですか

レーザーマーキングマシンを使用する利点は何ですか?

マーケティング テクノロジーの進歩により、プロジェクト マネージャーは製品のブランド化の必要性に目を向けるようになりました。その結果、レーザーマーキングは現在、製造プロセスの不可欠な部分になっています。これは、企業が製品を追跡し、偽造を最小限に抑え、品質を向上させるのに役立ちます。レーザー マーキング マシンを使用すると、高精度で正確なマーキングを行うことができ、時間と費用を節約できます。このタグ付け手法の大きな可能性を理解するには、次の利点を念頭に置いてください。

マーキング速度が速い

レーザーマーキングは、レーザー技術とコンピューター技術を組み合わせて、より迅速で時間のかからない実装を実現します。レーザーマーキング技術により、コンピューター上でデザインを作成し、最新のグラフィックデザイン技術を使用できます。これにより、製造工程における高い生産性と費用対効果が得られます。材料の構造とサイズに応じて、ファイバー レーザーなどのさまざまなレーザー ソースを使用して、さらに速度を上げることができます。
従来のラベル付け方法では、特定のツールを使用するため、プロセスに時間がかかります。一方、レーザー マーキング マシンでは、1 つのコマンドだけで短時間で作業を完了できます。これは、製品開発サイクルを短縮し、プロセスを高速化し、コストを大幅に節約するのに最適な選択肢です。

環境マーキングプロセス

化学エッチングやインクジェットなどのマーキング プロセスでは、化学薬品とインクを使用してマーキングします。このプロセスの消耗品は高価であることが多く、有害なガスを環境に放出するため、悪影響を与える可能性があります。ただし、レーザーマーキングは消耗品には適していないため、クリーンで省エネで環境に優しいプロセスです。
さらに、レーザー マーキング技術は、クリーンな処理を保証し、材料の汚染を制限する非接触プロセスです。他のタイプのマーキング システムは材料を焼き払う可能性がありますが、レーザー マーキングは非破壊的であり、材料の浸透はほとんどありません。

ほとんどの素材に対応

市場にはさまざまなレーザーマーキングマシンがあり、それぞれがさまざまな材料に対応しています。たとえば、CO2 レーザー マーキング マシンは、紙、木材、一部のプラスチック ポリマーなどの有機材料に最高のマーキング効果を提供できます。同様に、ファイバーレーザーマーキングは、鋼、アルミニウム合金、ステンレス鋼などのさまざまな金属のマーキングに使用できます。

一貫した再現性

レーザー マーキング マシンは、大規模な製造環境で固定デザインの大量の製品にマーキングするために使用できます。このマーキング技術により、同一のマーキングを生産ラインに簡単に組み込むことができます。さらに、この再現性は一貫しており、より迅速なターンアラウンドと見栄えの良い製品を可能にします。

マーキングの耐久性

レーザーで作成されたマークは通常永続的であり、高コントラストの特性を備えています。これらの耐水性および耐退色性マーカーは、摩耗、熱、および酸に耐えることができます。したがって、レーザーマーキングは、製品追跡に必要な長持ちするマーキングの選択であり、マーキングの色あせを心配する必要はありません。
ドット ピーン システムと同様に、レーザー マーキング技術は、化学物質などの過酷な条件でも耐久性のあるマークを作成します。そのため、自動車や航空宇宙などの部品製造業界では、恒久的なマーキングに好んで使用されています。恒久的で耐久性のあるマーキングにより、これらのメーカーは、使用する視野レンズに関係なく、製品を追跡して識別することができます。

低メンテナンスプロセス

レーザーマーキングは非接触技術であるため、レーザーマーキングシステムとワークピースの間に機械的摩耗がなく、メンテナンスとダウンタイムを最小限に抑えることができます。機器の電気代を除けば、レーザーマーキングマシンは毎日の運用コストがほとんどかかりません。使用しているミラーから蓄積したほこりを取り除くために、メンテナンスはほとんど必要ありません。

要約する

レーザーマーキングは、正確で永続的な高品質のマークを作成するための幅広い技術を網羅する多用途のマーキング技術です。この環境に優しいマーキング技術は、従来のマーキング技術に代わる優れた方法であり、高い生産速度、一貫した再現性、耐久性のあるマーキング、および低メンテナンスを保証します。したがって、レーザーマーキングはお客様の用途に最適です。
製品に高品質のレーザーマーキング効果が必要な場合は、AccTekにご連絡ください。私たちがお手伝いします。AccTekはレーザーマーキングソリューションの専門知識と応用に重点を置いています。 レーザーマーキングマシン 200 ワットから 100 ワットの範囲で、従業員が当社のレーザー マーキング ソリューションを最大限に活用できるようにトレーニングを提供します。当社はさまざまな業界や企業にレーザー マーキング ソリューションを提供しており、何百もの組織が当社の最先端のレーザー マーキング ソリューションを信頼しています。さらに、お客様のニーズに応じてカスタマイズされたレーザー マーキング マシンを提供することもでき、競争力のある価格を提供します。
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