Firma Datalogic wprowadziła na rynek nowy model znakowarki laserowej z serii Arex. Opracowana na bazie najnowocześniejszego źródła laserowego MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) znakowarka laserowa Arex 20MW jest przeznaczona do znakowania laserowego wysokiej jakości dla szerokiej gamy materiałów. Produkt znajduje się w ofercie firmy Eltron.

Seria Arex stanowi kompletną rodzinę światłowodowych znakowarek laserowych o mocach 10, 20, 30 i 50 W. Nowy model poszerza tę gamę o znakowarkę ze źródłem laserowym MOPA o mocy 20 W. Lasery Arex są dedykowane przede wszystkim dla branży motoryzacyjnej i elektronicznej, do bezpośredniego znakowania części z tworzyw sztucznych i metali.

Arex 20 MW – znakowarka ze źródłem laserowym MOPA o mocy 20 W

Znakowarki z serii Arex

Konstrukcja i konfiguracja modeli z serii Arex znacznie upraszcza i przyspiesza integrację systemów i projektowanie maszyn. Dzięki kompaktowej głowicy skanującej (wymiary: 112 x 298 x 90 mm) możliwa jest oszczędność miejsca oraz kosztów instalacji i konfiguracji z automatycznymi liniami produkcyjnymi. Z kolei wbudowany sterownik znakowania (EMC) wyposażony w oprogramowanie sterujące Lighter ułatwia instalację, konfigurację oraz codzienną obsługę.

Gama znakowarek Arex obejmuje modele o mocy w zakresie 10-50 W z kilkoma możliwymi obiektywami głowicy skanującej. Kolejne urządzenie w tej serii – Arex 20MW – jest wyposażone w źródło laserowe bazujące na autorskiej technologii Multiwave. Źródło to wykorzystuje światłowód i zostało w całości stworzone przez firmę Datalogic, szczególnie do zastosowań w znakowaniu na tworzywach. Celem opracowania tej technologii było polepszenie parametrów pracy dzięki możliwości regulacji szerokości impulsu emitowanej wiązki oraz precyzyjnemu sterowaniu mocy i energii. Arex 20MW zapewnia dobre parametry znakowania, stabilność procesu oraz dużą elastyczność na wielu materiałach, m.in. polimerach termoplastycznych stosowanych w przemyśle samochodowym oraz żywicy.
Najważniejsze cechy serii znakowarek Arex, to:
• kompaktowa, łatwa w integracji głowica skanująca IP54,
• kompletna konstrukcja z wbudowanym zasilaczem i sterownikiem,
• wbudowany sterownik czterech silników krokowych (X, Y, Z, R),
• łatwe tworzenie projektów dzięki oprogramowaniu Lighter,
• w pełni graficzny edytor projektów z wbudowanym mechanizmem skryptowym o dużej wydajności,
• wysoka wydajność, niskie zużycie energii,
• wiązka celująca i wiązka ogniskująca dla szybkiego pozycjonowania i ustawiania ostrości.

Dodatkowe właściwości znakowarek Arex 20MW ze źródłem MOPA:
• możliwość wyboru czasu trwania impulsu (w standardowym modelu Arex jest ona stała 100 ns),
• wysoka stabilność impulsu,
• wysoce precyzyjne sterowanie mocą (1-100%),
• szerszy zakres repetycji źródła do 500 kHz (w standardowym Arex do 100 kHz),
• wysoka moc szczytowa (12 kW),
• szybkie uruchamianie.

Obraz mikroskopowy śladów liniowych wykonanych przez Arex 20MW (po lewej) oraz przez standardową światłowodową znakowarkę impulsową 20 W (po prawej).

Arex 20MW – polecane aplikacje
Polecane przez producenta obszary zastosowań nowego modelu Arex 20MW, to m.in.:
• znakowanie laserowe na polimerach termoplastycznych z precyzyjnie sterowaną zmianą kolorów,
• fakturowanie o wysokiej rozdzielczości oraz estetyce dzięki małemu śladowi cieplnemu impulsu,
• znakowanie kolorowe na stali nierdzewnej i tytanie,
• wyżarzanie na czarno (annealing) zapewnia tworzenie się czarnego tlenku bez naruszania powierzchni metalu,
• ablacja powłok malowanych / usuwanie farby – mała szerokość impulsu, wysoka prędkość powtarzania i wysoka moc szczytowa stanowią ekonomiczne rozwiązanie dla celów znakowania przycisków „night&day” używanych w pojazdach (podświetlanych), bez uszkadzania warstwy spodniej.

Efekt barwny widoczny na znaku firmowym (stal nierdzewna)

Nowe funkcje Arex 20MW

Wybieralna szerokość impulsu
Możliwość wyboru czasu trwania impulsu wiązki wyjściowej pozwala znakowarce Arex 20MW na obsłużenie szerokiej gamy zastosowań, w których wymagana jest precyzyjna kontrola wpływu impulsu na materiał. Istnieje możliwość wyboru spośród ośmiu profili impulsów w ramach pełnego zakresu częstotliwości: 4 ns, 8 ns, 12 ns, 30 ns, 50 ns, 100 ns, 200 ns oraz 250 ns (tab. 2). Możliwość regulacji czasu trwania impulsu oznacza, że urządzenie można stosować do wielu zadań, w których wymagana jest stabilność i powtarzalność. W porównaniu ze standardowymi urządzeniami tego typu (stały czas trwania impulsu na poziomie 100 ns), znakowarka Arex 20MW umożliwia operatorowi wybór profilu mocy szczytowej odpowiednio do danego materiału lub zastosowania.

Oznakowanie białej obudowy komputera (urządzenie bezprzewodowe)

Rozszerzony zakres częstotliwości impulsów
Arex 20MW pracuje z prędkością powtarzania impulsów do 500 kHz, zapewniając krótki czas włączania/wyłączania oraz stabilność impulsu. Możliwość zapewnienia dużej liczby impulsów w danej jednostce czasu jest kluczowa w obróbce laserowej elementów wymagających nałożenia wielu impulsów.

Wysoce precyzyjna kontrola mocy
Standardowe znakowarki laserowe w technologii światłowodowej z modulacją impulsu (Q-switch) oferują kontrolę mocy w zakresie od 10 do 100%. Najmniejsza możliwa do uzyskania wartość wynosi około 2 W ze względu na szczątkową moc optyczną pozostającą w oscylatorze. W niektórych warunkach, np. w przypadku materiałów o wysokiej wrażliwości na ciepło, moc ta jest zbyt wysoka by uzyskać zmianę koloru, ponieważ dochodzi do jej rozproszenia w materiale. Znakowarka Arex 20MW ma możliwość uzyskania i utrzymania mocy na poziomie około 0,2 W w stanie zerowego upływu (tj. bez emisji lasera pomiędzy impulsami), jak również przy zachowaniu wyjątkowej stabilności.)

Porównanie oznakowania wykonanego za pomocą urządzenia Arex 20MW (po lewej) i innego światłowodowego urządzenia znakującego (po prawej)

Branże i zastosowania docelowe

Mobilne urządzenia elektroniczne – znakowanie na czarno na anodyzowanym aluminium
Znakowanie na czarno na anodyzowanym aluminium daje dwie znaczące korzyści producentom użytkowych urządzeń elektronicznych. Po pierwsze, znakowanie tego typu jest nieusuwalne i bardzo trudne do podrobienia. Po drugie, znakowanie ma szczególny wygląd i właściwości dotykowe, co pomaga producentowi w utrzymaniu wizerunku marki o doskonałej jakości i stylu.
Przed wprowadzeniem technologii światłowodowej MOPA do urządzeń takich jak Arex 20MW, jedyne dostępne na rynku rozwiązanie bazowało na zaawansowanym sprzęcie laserowym osiągającym pikosekundowe szerokości impulsu. Skupienie wiązki odbywało się pod powierzchnią tlenku glinu, przez co dochodziło do wytworzenia struktury mikroskopowej o wyraźnie czarnej barwie, zaś warstwa anodowana pozostawała nienaruszona. Urządzenie Arex 20MW tworzy gładkie, czarne znakowanie na powierzchni anodyzowanego aluminium, nie powodując naruszenia warstwy anodowanej (aby uzyskać ten efekt kolor anody musi być inny niż czarny).

Urządzenia elektroniczne stosowane w motoryzacji – identyfikacja komponentów plastikowych
Możliwość identyfikacji elementów plastikowych jest powszechnym wymogiem w branży urządzeń elektrycznych przeznaczonych do samochodów. Technologia MOPA daje przewagę nad standardowymi, światłowodowymi znakowarkami z modulacją impulsu (Q-switch) dzięki możliwości uzyskania wysokiego stopnia kontrastu na rozmaitych materiałach plastikowych. Wybór krótkiego impulsu pozwala zwiększyć kontrast, przy jednocześnie niewielkim wpływie cieplnym na znajdującą się pod spodem warstwę, nawet w przypadku polimerów o dużej energii odkształcania, np. PBT-GF.

Medycyna – wyżarzanie laserowe
Gładkie i solidne wyżarzanie jest konieczne w przypadku identyfikacji przyrządów medycznych, wymagających minimalnego wpływu cieplnego oraz nienaruszonej struktury materiału.

Znakowanie o wysokim kontraście na czarnym materiale polipropylenowym (zapięcie pasa bezpieczeństwa)

Wyżarzanie laserowe na stalowych przyrządach chirurgicznych

Efekty wizualne – kolorowe znakowanie laserem
Lasery stosowane do wykonywania kolorowych znakowań na metalach poddawano przez ostatnie 15 lat szeroko zakrojonym badaniom, których pierwszym efektem były znakowarki zasilane lampami. Technika ta, zakładająca selektywny przyrost tlenku metalu była w stanie zapewnić wyraźną paletę barw, w tym również odcienie koloru niebieskiego, czerwonego, purpurowego i zielonego. Główną przeszkodą do rozpowszechnienia kolorowego znakowania laserowego na skalę przemysłową była niska stabilność procesu oraz mała powtarzalność odcieni, połączone z bardzo żmudną i skomplikowaną konfiguracją procesu.
Znakowarka Arex 20MW dzięki dokładnej kontroli impulsów oraz wysokiej powtarzalności zapewnia efektywne i powtarzalne tworzenie warstwy tlenku, przez co możliwe jest uzyskanie znakowań kolorowych o spójnej jakości na stali nierdzewnej i tytanie. Optymalizacja ustawień lasera prowadzi do powstania jasnych znakowań, które w świetle białym mogą przyjmować różne odcienie kolorystyczne. Należy jednak zaznaczyć, że dokładne odwzorowanie kolorów Pantone lub RAL nie jest możliwe.

Opracowano na podstawie
materiałów firmy Eltron