レーザーエッチングは、その長寿命の実現性により、最も注目されているプロセスとなっています。従来の技術では不可能だったトレーサビリティのためのパターンを効果的に作成します。
レーザーマーキング加工業界では、レーザーエッチングは、材料表面にデザインを作成するための比較的高速で効果的な技術です。ロゴパターン、識別番号、セキュリティ用のバーコード、パーソナライズされた用途のデザインに使用されます。印刷などの他の従来のマーキング技術と比較して、 スタンピング、レーザー エッチングは、永続性、トレーサビリティ、および製造の容易さを提供します。自動車、航空宇宙から医療用部品に至るまで、レーザーマーキングはこれらの業界の要件を満たすために高度に適応されています。
この記事では、レーザーエッチングの仕組み、メリット、限界など、レーザーエッチングに関する重要な情報をご紹介します。さらに、レーザーマーキング、エッチング、彫刻の明確な違いを理解するのにも役立ちます。
レーザーエッチングとは何ですか?
レーザー エッチングは、材料を除去する非接触技術です。情報コードと美的パターンを対象の素材表面に複製します。このプロセスでは、部品の特定の微小ゾーンにレーザー ビームの高パルスが生成される傾向があります。これらのパルスは材料の表面を溶かし、レーザー パルスを吸収できるようにします。その結果、わずか数秒で、美的価値と情報を含む凹んだマークが形成されます。
レーザーエッチング加工
レーザー エッチングを使用すると、エンジニアは、バーコード、識別番号、および記章を部品に付けて、トレーサビリティとセキュリティを確保するための部品を製造できます。
それはどのように動作しますか？
このプロセスでは、レーザー波の生成に低出力のレーザー光線が使用されます。ほとんどの場合、材料を蒸発させるためにファイバーレーザーまたは紫外線レーザーが使用されます。エッチングを実行する位置を決定します。レーザー エッチング プロセスの簡単な内訳は次のとおりです。
- まず、CADソフト上で所定の形状を設計し、Gコードに変換します。
- その間、オペレータは目的の材料シートに錆やほこりが溜まっていないか安全に洗浄します。サンドペーパーやスプレーを使用して、シミやほこりの跡を取り除きます。
- 目的のデザインを材料シート上に配置すると、レーザーが材料表面に焦点を合わせて、その上に目的のパターンを作成できるようになります。
- レーザー ビームは、特定の時間間隔でレーザー エネルギーの複数のバーストを放出することにより、高エネルギー パルスを生成します。
- どういうわけか、数秒で 100,000 バーストのエネルギーが 100W パルス レーザー エッチング装置から放出されます。
- 作業台が安定しており、材料をしっかりと固定していることを確認してください。
- 複雑なフィーチャ設計では、レーザー エッチングが優先されることがよくあります。
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レーザーマーキング、彫刻、エッチング: それらは同じですか?
共通点は、これらすべてが材料の表面に長期にわたる跡を残すために使用されるということです。これらのプロセスは同じ意味で使用されますが、それらの間には明確な違いがあります。確認してみましょう;
1. レーザーマーキング
レーザーマーキング
レーザーマーキングはより広義の用語です。これは非接触プロセスまたは変色プロセスとして知られています。一般に、集中したレーザービームを使用して材料表面に永久的なパターンを作成するために使用されます。例えば;バーコード、ロゴ、UID、QR コード。レーザー ビームは通常、パルス、ファイバー、UV、および連続レーザー マシンを使用して実行されます。一般的なレーザーマーキングプロセスには次のようなものがあります。レーザーアニール、エッチング、彫刻、カーボンマイグレーション、発泡、着色。
2.レーザー彫刻
ステンレス鋼のレーザー彫刻
その レーザー彫刻 プロセスは比較的単純です。2Dおよび3Dデザイン用の空洞を作るために材料を物理的に除去します。レーザー彫刻は、ジュエリーの装飾パターン、シリアル番号、ロゴなどのパーソナライズされた用途に特に使用されます。このプロセスはより耐久性があり、最大で金属を彫刻できます。 0.020「 深さは500ミクロンです。レーザー彫刻の一般的な種類には、レーザーエッチング、深彫りレーザー彫刻、レーザーアブレーションなどがあります。 レーザー彫刻機 10Wから100Wまでの出力範囲で利用可能です。
3. レーザーエッチング
前述の通り、レーザーエッチングは高エネルギーのレーザー光線で材料の表面を溶融させる加工法です。レーザー彫刻よりも高速です。レーザーエッチングは、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、鉄などの金属によく用いられます。ただし、エッチングできるコントラストは限られており、例えば白、黒、グレーといった色調に限られます。一般的な例としては、バーコード、QRコード、シリアル番号、ブランドスローガン、モチーフなどが挙げられます。
レーザーエッチングの利点は何ですか?
レーザー エッチングの利点をいくつか以下に示します。
- レーザー エッチングは、他の従来の技術よりも高速なプロセスです。
- 材料とレーザーの間に物理的な接触がないため、工具の摩耗を最小限に抑えながら部品を製造するのに非常に効果的です。
- 亜鉛、ステンレス鋼、陽極酸化アルミニウム、アクリル、木材、紙など、様々な金属、複合材料、セラミックに対応しています。
- レーザー エッチングは、2D および 3D デザインにおいて非常に正確で正確です。
- 大量生産に適しています。さらに、ギフト、小物、ジュエリーなど、パーソナライズされた用途向けにカスタマイズも可能です。
- レーザーエッチングは、動作に必要なエネルギーが最小限で済みます。
レーザーエッチングの欠点は何ですか?
レーザー エッチングの欠点は次のとおりです。
- レーザーエッチングされた部品は耐久性が低く、磨耗しやすくなります。
- レーザーエッチングは、金属をエッチングしてさまざまなパターンを作成するため、ファイバーレーザーにのみ適しています。
- レーザーエッチングは、白、グレー、黒といった限られた色のコントラストしか表現できない。
レーザーエッチングに適合する材料
レーザー エッチングでは、さまざまな材料にパターンを作成できます。適合性は材料の特性と用途の要件によって異なります。
マグネシウム
他の金属の中でも、マグネシウムは 1215 という低い融点を持っています。 °F. レーザーエッチングされたマグネシウム部品は比較的軽量です。さらに、マグネシウムは屈折率が低いため、部品に前処理は必要ありません。
タ
鉛は融点が 621 ℃と低いため、エッチングが容易です。°F. レーザー ビームは、灰色、白、黒などのさまざまな色のコントラストを再現します。鉛は主に追跡可能な識別番号に使用されます。
アルミ
レーザー エッチング用のもう 1 つの一般的な合金はアルミニウムです。軽量な性質を持っています 融点は 1216 と比較的低い °Fはマグネシウムに似ています。レーザー エッチングに使用される一般的なアルミニウム グレードは、Al 380 および 6061 です。さらに、アルミニウムでエッチングされた部品は、高化学薬品や過酷な酸性環境にも耐えることができます。
亜鉛
前述の金属と比較して、亜鉛は比較的低い融点を持っています。 786°F。広範囲に使用されています ダイカスト 製品。レーザー エッチングでは、QR やバーコードなどの亜鉛エッチングされた部品に高いコントラストを生成できます。
アルマイト
陽極酸化アルミニウムは、融点の点で自然酸化アルミニウムと同様の特性を持っています。唯一の違いは表面の厚さです。たとえば、陽極酸化アルミニウムには薄い層があります。 外表面に 0.002 ～ 0.07 mm の酸化アルミニウム。この層は、その表面が腐食攻撃を受けるのを防ぎます。したがって、 エッチングは陽極酸化合金の最上層で実行できます。
レーザー加工可能な真鍮
名前が示すように、レーザー可能な真鍮にはエナメルとラッカーの保護層があります。これにより、真鍮がレーザーパルスを吸収できるようになります。通常、レーザー加工が可能な真鍮は、他の金属合金の中でも特に優れた反射率を持っています。
ステンレス鋼
ステンレス鋼には、レーザー エッチング用の 306 つの主要なグレードがあります。 316、XNUMX。ステンレス鋼をエッチングする場合は注意が必要です。外側の保護層がエッチングプロセス中に除去されるためです。このように、レーザーアニーリングはステンレス鋼にパターンをエッチングするのに適しています。
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レーザーエッチングの応用例
レーザーエッチングは、その精度、耐久性、および永久的なマーキングを作成できる能力により、さまざまな産業で幅広い用途があります。一般的な用途の1つは、 レーザーエッチングステンレス鋼ロゴ、シリアル番号、製品識別、装飾デザインなどに使用されます。レーザーエッチングの最も一般的な用途をいくつかご紹介します。
表: レーザーエッチングの用途
| 用途 | 詳細説明 | 例: | 重要性 |
| 工業用マーキングとラベリング | シリアル番号、バーコード、QR コード、ロゴなどの恒久的なマークを部品にマーキングおよびラベル付けするために使用されます。 | 追跡と品質管理を目的として、一意の識別子が付けられた自動車部品、電子部品、航空宇宙部品。 | トレーサビリティ、識別、ブランド化の目的に不可欠です。 |
| 医療機器 | 手術器具、インプラント、その他の医療機器に部品番号、ロット番号、製造元の詳細などの重要な情報をマークするために使用されます。 | ライフサイクル全体にわたって確実に追跡できるように、一意の識別子が付けられた手術器具。 | トレーサビリティと規制要件への準拠にとって重要です。 |
| 電子部品 | PCB、半導体、コネクタなどの電子部品に部品番号、ロット番号、製造元の詳細などの重要な情報をマークするために使用されます。 | ロット番号が刻印された半導体。 | トレーサビリティ、品質管理、業界標準への準拠に不可欠です。 |
| ジュエリーとファッション | さまざまな素材に複雑なデザインやパターンを作成し、名前、イニシャル、または特別なメッセージを入れてジュエリーやアクセサリーをパーソナライズするために使用されます。 | 特別なメッセージを添えたパーソナライズされたブレスレット。 | 美的魅力と個性を高めます。 |
| プロモーション製品 | 会社のロゴ、名前、またはメッセージを使用してプロモーション製品をカスタマイズするために使用されます。 | イベントや展示会用にカスタマイズされたペン、キーホルダー、ウォーターボトル。 | ブランドを宣伝し、思い出に残る景品を作成する効果的な方法。 |
| アート＆クラフト | さまざまな素材に複雑なデザインやパターンを作成し、装飾品、ギフト、芸術作品を作成するために使用されます。 | 複雑な模様を施した装飾品。 | 創造性と芸術的表現を促進します。 |
| 建築モデル | 詳細な建築モデルを作成したり、さまざまな素材に複雑な細部をエッチングしたりするために使用されます。 | 建物の詳細な建築モデル。 | 現実的で正確なモデルを作成します。 |
| 銃器とナイフ | 銃器やナイフにシリアル番号、製造元の詳細、装飾デザインなどの重要な情報をマークするために使用されます。 | 銃器にはシリアル番号と製造元の詳細がマークされています。 | 識別、トレーサビリティ、規制要件への準拠に不可欠です。 |
| 自動車産業 | 部品番号、メーカーの詳細、ロゴなどの重要な情報を部品にマークするために使用されます。 | 部品番号とメーカーの詳細が記載された自動車部品。 | トレーサビリティ、品質管理、業界標準への準拠に不可欠です。 |
| 航空宇宙産業 | 部品番号、ロット番号、製造元の詳細などの重要な情報をコンポーネントにマークするために使用されます。 | 航空宇宙部品には部品番号とメーカーの詳細が記載されています。 | トレーサビリティ、品質管理、規制要件への準拠にとって重要です。 |
| 家電 | 家電製品にシリアル番号、メーカーの詳細、ロゴなどの重要な情報をマークするために使用されます。 | スマートフォン、タブレット、ラップトップには、識別、トレーサビリティ、ブランド化を目的としてマークが付けられています。 | 識別、トレーサビリティ、ブランド化の目的に不可欠です。 |
Bodaのレーザー切断サービス
しかし、レーザーエッチングは他のマーキングプロセスに比べて非常にデリケートです。なぜなら、部品の収縮、反り、歪みが生じる場合があるからです。そのため、高い精度と正確さが求められます。プロリーンでは、熟練の機械工とエンジニアが、お客様のプロジェクトが適切な方法で完了するよう万全を期します。
当社は、高度な技術と実績のあるプロセスを使用して、お客様の精密な要求を満たします。当社の施設では、厳格な品質管理基準に従いながら、幅広い材料で単純な形状から複雑な形状の部品まで製造できます。当社のエッチングと レーザー彫刻サービス さまざまな産業用途やカスタム用途向けに、明確で永続的なマーキングを作成するのに役立ちます。
そう、 お問い合わせ ご質問がございましたら、プロジェクトの必須の見積もりを入手してください。
続きを読む：
- レーザークラッドプロセス: 包括的なプロセス
まとめ
レーザーマーキングは、美容分野や製造業の芸術分野に幅広く適用できる技術となっています。レーザーマーキングを使用すると、設計エンジニアは金属からプラスチックまでさまざまな材料に複雑なパターンを作成できます。さらに、実際の特性を損なうことなく、材料を腐食から保護する追加の層を提供します。レーザー エッチングは、低エネルギー、最小限の時間で高精度のパターンを作成できます。 CNC 統合によりこの技術が進歩し、最小限の時間で設計を市場に投入できるようになりました。
ただし、ファイバー レーザーやテクスチャの使用制限など、いくつかの制限がありますが、OEM 専門家や専門家に依頼することで、効率的でコスト効率の高いレーザー マーキング ソリューションを簡単に実現できます。
よくあるご質問
Q1.レーザーエッチングは永久的なものですか?
はい、レーザー エッチングでは、高いトレーサビリティと永続性を備えたマークが残ります。エッチングマークは摩耗、引き裂き、研磨剤に対する耐性が非常に優れています。したがって、軍事機器や医療機器でよく使用されています。
Q2.レーザーマーキングプロセスの選択に影響を与える要因は何ですか?
適切なマーキングプロセスを選択する際には、まず材料の適合性、マーキングの速度、必要なマーキングの深さなどの点を考慮してください。
Q3.レーザーマーキングマシンではどのようなレーザービーム媒体が使用されますか?
一般的に使用されるレーザー媒体には次のようなものがあります。
- ネオジムドープイットリウム
- CO2ガス
- 液体状の有機染料
- アルミニウムガーネット（無垢）
Q4.レーザーエッチングと互換性のない材料は何ですか?
一部のハロゲン元素および熱可塑性材料は、レーザー エッチングと互換性がありません。これらには次のものが含まれます。ポリ塩化ビニル、酸化ベリリウム、ポリビニルブチラール（PVB）。
Q5.レーザーエッチングでガラスに模様を作ることはできますか?
はい、ガラスはその形状に関係なくエッチングや彫刻が可能です。プロセス中にレーザーパルスが溶けてガラス表面が変形します。次に、強化金属酸化物とガラスに存在するシリカが空気と反応して美しい模様を形成します。
Q6.どの材料が簡単にレーザーエッチングできますか?
適切な材料の選択は、融点と用途の要件によって異なります。いくつかの例としては次のようなものがあります。マグネシウム、アルミニウム、亜鉛、鉛、鋼、
Q7.レーザー加工機は高価ですか?
それは、レーザーの種類、必要なエッチング、エッチングを実行する材料などの特定の要因によって異なります。通常、レーザー加工機のコストは次のとおりです。 $ 300〜$ 500,000。 さらに、手動オプションと自動オプションもあります。自動レーザー エッチングはより正確ですが、初期使用料が高くなります。
資料
マルティン・エアハルト, ピエール・ローレンツ, クラウス・ジマー、(2012 年 10.1016 月)、表面吸着層を使用したレーザーエッチングによる表面改質: 薄い固体膜: DOI: 2012.01.014/j.tsf.XNUMX、取得元 Science Direct