激光在塑料上的打标应用

　　工业生产中，激光是最受青睐的标识技术之一。金属、塑料、陶瓷以及其他材料都可以用波长1064 nm(红外线)、532nm(绿光)和355nm(紫外线)的激光辐射来打标。作为一种工具，激光可以适用于数字、文本、商标或机读码，比如具有高信息密度、以不同规模排列在紧密空间的数据矩阵码.

　　通过这种方式，高速打标可以缩短生产过程的周期时间，同时，不需要昂贵的前期工作和最后的修整工作。此外，激光器能够很容易地整合到自动化生产线上。通过用户友好程序界面，可以很快切换到新的加工;结果是获得具有很好重复性以及耐老化、耐磨损的产品。在塑料打标的应用中，激光的潜力远远没有发挥出来。除了以上提到的好处之外，倍频激光器和三倍频激光器的日渐推广，以及材料和工艺的组合的多样性，正在为激光在塑料行业中的应用开拓更多新领域。

　　精密打标

　　对于塑料的打标，调Q短脉冲固体激光器或者光纤激光器是常用的类型。这些激光器通常具有不到100W的平均功率，脉冲持续时间在10到100ns之间。脉冲频率达120kHz，而在光纤激光器的案例中，甚至达1MHz。这样，与待标识材料之间的相互作用能够进行微调。脉冲时间短导致几十千瓦的高脉冲峰值功率达到10W的平均值。

　　激光器是二极管泵浦激光器，具有高能效。它们具有很好的聚焦能力，因此非常适用于精细打标。二极管泵浦固体激光器具有很高的光束质量，使打标过程中的激光光束获得很小的聚焦直径。这样，能够在微小部件上实现小至30 m的精密打标轨道宽度。

　　吸收特性的适应

　　用于打标的激光器通常产生的是红外波长范围内的辐射。绿光激光器和紫外线激光器则针对塑料和半导体材料。在特殊的打标应用中，使用UV波长，开创了激光在塑料上打标的新的可能。短波长直接与塑料复合物产生光化学反应，而没有加热，从而不对材料产生破坏(图1);尤其是一些比较挑剔的材料，如含有阻燃剂的塑料，或者敏感的电子元件等。这些激光器在非常高的速度之下完成高对比度的打标，而不会对表面质量产生任何负面影响。

　　最重要的一点是，该塑料必须很大程度地吸收激光辐射。塑料的生物大分子结构通常只吸收紫外范围和远红外(IR)范围内的光(波长10.6 m)。工程塑料中的添加剂、填料和颜料对材料的吸收特性产生很大的影响，这样，塑料能够更好地在近红外范围，或可见绿色激光范围内吸收激光束。通过这个方法，能够获得更高的打标速度和更好的对比度。

　　一些塑料，比如聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)或者聚氨酯(PU)，只表现出很弱的对比度(图3)。因此，它们不能满足激光打标的高要求。为了令这些材料在很短的加工时间内获得耐用、高清晰、高品质的打标效果，就需要特别调配激光敏感添加剂。它们极大程度地提高了材料的标记能力。