Лазерне маркування: «Невидимий гравер», прихований у повсякденному житті

У багатьох речах, яких ви чіпаєте щодня, приховано багато «лазерної магії» —вигадливі візерунки на чохлах для телефонів, логотипи брендів на сталевих кружках для води та чіткі дати виробництва на пакетах з закусками. Більшість цих стійких до зносу та точних позначок створено за допомогою технології «лазерного маркування». Це наче «невидимий гравер», який може залишати постійні й естетичні позначки на поверхнях металів, пластику, кераміки та інших матеріалів без безпосереднього контакту.

Принцип лазерного маркування досить простий: лазер має надзвичайно високу густину енергії. Коли він фокусується, енергія концентрується в області тоншій за волосся, що призводить до високих температур і зміни поверхні матеріалу —або випаровуючи, утворюючи вирви, або окислюючи, змінюючи колір, і, нарешті, залишаючи позначку. Наприклад, при маркуванні на поверхні нержавіючої сталі лазер утворює оксидну плівку на поверхні металу, що не лише залишає чіткі сліди, а й створює кольорові ефекти, такі як золотисто-жовтий і блакитний, за рахунок інтерференції світла; при гравіюванні на акрилі безперервний лазер дозволяє уникнути утворення бульбашок, забезпечуючи гладкі та витончені візерунки.

Порівняно з традиційним друком та механічним гравіюванням, лазерне маркування має очевидні переваги. По-перше, це "безпечний спосіб" —відсутній контакт інструменту з матеріалом, тому він не деформує заготовку і не створює внутрішніх напружень, навіть крихкі електронні мікрочипи можна маркувати безпечно. По-друге, це "висока точність" —фокусований лазерний промінь може бути діаметром всього 0,02 мм, що дозволяє гравіювати дрібні цифри на мініатюрних деталях. По-третє, це "надміцність" —лазер впливає на поверхню або всередині матеріалу, тому позначки стійкі до тертя, дощу та хімічної корозії і не зникають незалежно від терміну експлуатації. Нарешті, це «висока гнучкість» —вміст маркування можна змінювати в будь-який момент за допомогою комп'ютерного програмного забезпечення — від QR-кодів до малюнків мультяшних персонажів, які можна перемикати за кілька хвилин, що робить його дуже придатним для масового виробництва.

Сьогодні лазерне маркування давно вже інтегроване у наше життя: у електронних пристроях дрібні номери на мікросхемах та логотипи на USB-інтерфейсах залежать від нього; у побутових речах — рельєфні зображення на шкіряних гаманцях та візерунки на керамічному посуді не можуть бути без нього; на упаковці продуктів харчування дати виробництва, нанесені за його допомогою, не лише екологічно чисті, але й захищені від підробки, а також дозволяють відстежувати походження; навіть у сфері ремесел рельєфи на кам’яних плитах та індивідуальний текст на дерев’яних подарунках — все це є його «роботами».

Однак, щоб досягти гарного ефекту лазерної маркування, потрібно володіти «кодом параметрів». Потужність лазера не повинна бути занадто високою або надто низькою —занадто висока потужність знищить поверхню матеріалу, тоді як надто низька потужність зробить маркування розмитим. Також важливою є швидкість сканування —занадто висока швидкість зробить сліди поверхневими, а надто низька призведе до надмірної обробки. Існує також частота повторень —занадто висока частота призводить до недостатньої енергії окремого імпульсу та слабкого маркування, тоді як занадто низька частота призводить до грубих ліній. Наприклад, при маркуванні на нержавіючій сталі комбінація потужності 20 Вт, швидкості 500 мм/с та частоти 20–80 кГц забезпечує чіткий і естетичний ефект. Не варто хвилюватися через спеціальні матеріали. Наприклад, якщо дерево погано поглинає звичайний лазер, нанесення шару вуглецевого порошку допоможе підвищити поглинання та легко вирішить проблему