レーザーやレーザー加工技術の開発に伴い、IT、自動車、航空宇宙、エレクトロニクス、医療などの合成樹脂材料にレーザーがますます使用されています。
1.樹脂マーキングと色開発の原理
「反射」「吸収」「透過」現象は、レーザーで材料を照射すると起こります。レーザーマーキングとレーザー加工の中核要素は、材料による光エネルギーの吸収です。材料が光エネルギーを吸収した後、材料表面の化学結合が破壊され、処理された場所は他の場所とは異なる物理的特性を示す。
a)多層材の表面層が剥がれる
材質特性:樹脂ベース、塗装面
処理機能:低平均電力、小さな単一パルスエネルギー、高周波、多角充填、高速スキャン
推奨レーザータイプ:高周波低電力紫外線パルスレーザー
このタイプの材料の塗装面は一般的に薄く、基材は紫外線に対してより敏感であるため、処理エネルギーが大きすぎないようにしてください。多角充填は、主に均一で徹底的な剥離を確保することです。
例: ボタン
b)均質な材料の表面層が剥離される
材料特性: 材料の表面に対して垂直な同じ物理的特性
加工機能:高周波高速スキャン、表面の直接気化
この種の材料加工の難しさは、剥離深度を制御すること、剥離深度が均一でなければならず、剥離面の色は均一でなければならない。これらは、スキャン速度と周波数を調整することによって制御することができます。
例:樹脂表面の剥離
c)材料の表面色
レーザーは、加工物自体を着色するために樹脂を照射します。
異なる樹脂材料、レーザーの原理が異なる色を作る、主に以下の方法
(1) 水ぶくれ型: 低いレーザーエネルギーを使用して、分子構造の破壊を通じて色の変化や表面の再構成を引き起こし、そしてマーキング部分の色が基板の表面にわずかに上がっています。
(2)彫刻タイプ:材料の融点以上の局所温度を上げて溶融し、再び固化することで、表面がエッチングの形で現れます。図 1 に示すように
(3)色彩彫刻タイプ:レーザー強度が比較的高く、表面材料の局所蒸発により隆起溝が発生し、材料の炭化により色が変化する。図2に示すように
(4) 色: 十分に短波長のレーザーを使用して、色を変える材料の分子鎖を破壊します。定量添加剤を添加することで、マークのコントラストを高めることもできます。図 3 に示すように
2. レーザが樹脂に与える影響
材料の吸収率は波長によって変化する。赤外線(1064nm)、緑色光(532nm)、および紫外線(355nm)が異なる樹脂材料の透過率の実験データに示されている。ポリスチレンの透過率が低く(すなわち、吸収率が高い)、良好なマーキングを行うことができる。
印刷や従来の切削に代わる新技術として、合成樹脂の加工において独自の長所と広い実践力を持つ分野で、レーザー加工技術がますます多く使用されます。また、合成樹脂製造工程の進歩により、レーザー加工の発展が加速します。
