图解塑料激光标刻的五种状态

　　ICCSZ讯  （文章来源于杰普特）激光标刻目前已经成熟的应用到各行各业的塑料标识当中，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导致塑料发泡，从而得到与基色有较大色差的标记。相比于传统印刷标记，如丝网印刷、转移印刷、凹凸印、压印、油墨印等，这些表面印刷的方法，长时间使用会导致标识模糊和磨损，同时环境友好性差，成本偏高。激光标刻无疑更具有优势。

　　激光标刻是一种非常灵活的方式，能够清晰快速的在塑料上标记出不易擦除的图标。激光在加工产品时，可以达到高度的重复性和可靠性。更重要的是，激光标刻可以实现离线(或独立)的集成到装配线上去，更加简便有效的配合后续的工序，从而达到降低成本提高品质的作用。

　　图1 塑料深色和浅色标刻

　　激光塑料标刻是以材料表面重组或者说颜色变化为基础，可分为四种不同的标示类型：

　　起泡、雕刻下陷、雕刻下陷并带有颜色变化、颜色变化。当然也有很多的塑料样品在不增添辅助剂的情况下，加工后也不会产生任何的变化。

　　射透不产生标记

　　有许多的透明或半透明塑料，激光会透射过材料而不产生任何标记。

　　图2 不产生标记

　　但是，有两种材料比较特殊，聚碳酸酯(PC)与聚氯乙烯(PVC)，这两种材料肉眼观察也是透明透光的，但是它们即便在很低强度的激光能量照射下，这两种材料也能发生碳化，从而产生出清晰的标记。

　　起泡

　　对于某些塑胶而言，当激光能量偏低时，不足以使材料碳化，只会使材料表面某些成分分解产生气体使塑料起泡，这种泡与材料基色有轻微的色差，从而得到带有淡淡颜色的浅色标识。

　　图3 气泡

　　雕刻下陷

　　当激光峰值较高时，或者材料熔点较低时，材料表面局部温度远高于物质熔点，材料表面将发生结构重组的腐蚀或气化。比如：CO2 激光在亚克力材料上的雕刻，端泵激光在硅胶上的雕刻。

　　图4 雕刻

　　雕刻下陷且颜色变化

　　当激光能量很高时，激光照射会致塑料过度碳化，会使材料出现大小不一、黑色深度不同的斑点。例如苯乙烯类复合物在中等强度的激光照射下便会开始反应，发生碳化，若继续提高激光强度，则极易造成过度碳化和出现裂缝等现象。

　　图5 过度碳化

　　颜色变化(短波长)

　　足够短的激光波长辐射，可以使塑料分子解离导致颜色变化,这是最理想的效果。但往往需要在塑料里添加适量的添加剂才能打出漂亮的效果。

　　图6 理想标刻

　　添加剂与改性塑料

　　添加剂可以在一定程度上增加聚合物对激光能量的吸收，而改性塑料是指混合或者填充添加剂使塑料增强特定能力的塑料。有的塑料适合进行深色标记改性，有的适合浅色标记改性，而有的则都适合。结合一些激光专利、资料以及打标工作中的案例，将常见的聚合物经激光打标剂改性后按颜色作如下分类(见图7)。可以做激光标刻时工艺效果调试的参考方向。

　　图7 加入添加剂的各种塑料在激光标刻后的颜色分类

　　上文描述了激光加工塑胶材料时，加工材料可能发生的5种变化状况，而对于激光光源来说，又该如何选择和调整呢?且听下回分解