Лазерная маркировка на металле и неметалле: особенности разных материалов

Лазерная маркировка на металле и других материалах — от пластика до дерева — получила широкое распространение благодаря высокой точности, скорости и устойчивости нанесённых изображений. Особенно востребована она в промышленности, где требуется надёжная идентификация продукции, защита от подделок и отслеживание цепочки поставок. Лазерная маркировка на металле используется в таких сферах, как электроника, строительство, логистика и машиностроение. Поскольку разные материалы по-разному реагируют на лазерное воздействие, выбор подходящего оборудования и технологии зависит от физико-химических свойств конкретного объекта.

Маркировка металлов: особенности обработки

Причины популярности лазерной маркировки металла

Металлы являются одной из основных групп материалов, поддающихся точной лазерной гравировке. На металлических изделиях наносят серийные номера, логотипы, QR-коды и штрихкоды, что обеспечивает долговечную идентификацию, устойчивую к механическим нагрузкам, коррозии, ультрафиолетовому воздействию и агрессивной среде.

Распространенные виды металлов для гравировки

• Нержавеющая сталь — даёт высокий контраст после отжига, устойчива к коррозии, не требует химических добавок.
• Алюминий — требует тщательно настроенного режима лазера для получения читаемой маркировки, особенно на анодированном алюминии.
• Латунь и медь — хорошо гравируются, но из-за высокой теплопроводности нуждаются в более мощном или медленном воздействии.
• Чугун — в зависимости от состава может вести себя по-разному, важно учитывать пористость и реакцию сплава на нагрев.

Типы лазерной обработки металлических поверхностей

1. Поверхностная гравировка — удаление верхнего слоя материала, создающее рельефное углубление.
2. Отжиг — термическое воздействие без разрушения поверхности. Используется для получения контрастной маркировки на нержавеющей стали.
3. Контролируемое чернение — применимо к алюминию и ряду других металлов, создаёт тёмный контраст при помощи высокоточной настройки параметров.

Маркировка пластика и неметаллов

Трудности и подходы при обработке пластмасс

Лазерная маркировка полимеров требует тщательной настройки параметров, поскольку разные типы пластика ведут себя по-разному при лазерной обработке. Цвет, добавки, наполнители, структура материала — всё это влияет на результат.

Наиболее пригодные полимеры для лазерной гравировки

• ABS — легко обрабатывается, даёт чёткую маркировку; востребован в автомобилестроении и производстве электроники.
• Поликарбонат (PC) — выдерживает температуры, подходит для глубокой гравировки.
• PET — может потребовать лазерных активаторов для улучшения контраста.
• Полиамид (PA) — прочный пластик, требующий точной настройки частоты импульсов во избежание термодеформации.

Влияние цвета пластика

Светлые и прозрачные материалы хуже поглощают лазерное излучение, особенно в инфракрасном диапазоне. Для них рекомендуется использовать ультрафиолетовые лазеры (UV), либо добавлять в состав лазерные пигменты. Тёмные пластики, наоборот, хорошо маркируются CO₂ и fiber-лазерами.

Гравировка неметаллов

Неметаллы — такие как дерево, кожа, стекло и керамика — требуют особого подхода. Наиболее подходящими считаются CO₂-лазеры мощностью 30–100 Вт.

• Дерево — хорошо гравируется; создаётся рельеф и обугливание для визуального контраста.
• Кожа — размягчение верхнего слоя; маркировка сохраняет гибкость материала.
• Стекло — хрупкость требует низкой мощности и дефокусировки; усилие направлено на микротрещины, формирующие изображение.
• Керамика — требует мощных лазеров (или лазера с короткими импульсами), позволяет наносить стойкую матовую маркировку.

Сравнение технологий гравировки

Сравнительная таблица

Материал	Тип лазера	Метод	Особенности
Нержавеющая сталь	Fiber	Отжиг, гравировка	Высокая стойкость, высокий контраст
Алюминий (анодированный)	UV / Fiber	Контрастирование, удаление слоя	Низкий естественный контраст, нужны настройки
ABS-пластик	UV / CO₂	Изменение цвета, плавление	Высокий риск потемнения материала
Стекло	CO₂ / UV	Микротрещины	Хрупкость, требуется расфокусировка
Керамика	Fiber/UV	Испарение	Стойкая маркировка, высокая температура плавления

Преимущества и ограничения лазеров по группам материалов

• Металлы: высокая точность, контраст, долговечность; стоимость оборудования выше.
• Пластики: разнообразие применений, но чувствительность к излучению требует тестирования.
• Неметаллы: декоративный эффект, индивидуализация продукции, нужна защита от воспламенения.

Безопасность и экология

Риски при обработке различных материалов

Некоторые материалы при лазерной обработке выделяют опасные для здоровья испарения:

• ПВХ — при нагреве выделяет хлор и токсичные продукты разложения.
• Некоторые смолы и наполнители — могут оставлять канцерогенный налёт.

Важно оснащать рабочее место эффективной системой вытяжки, фильтрации воздуха и соблюдать технику безопасности.

Рынок и технологические тренды

Рост спроса в РФ и влияние маркировки «Честный ЗНАК»

В условиях перехода к цифровому документообороту и обязательной маркировке товаров в рамках нацсистемы «Честный ЗНАК», спрос на лазерные решения в России серьёзно увеличился. Производители стремятся интегрировать лазерные станции с системами отслеживания и контролировать контрафакт.

Интеграция с цифровыми платформами и IIoT

Современные решения включают лазеры с подключением по Ethernet/Wi-Fi и поддержкой API. Это позволяет интегрировать их в MES, ERP и SCADA-системы. Развивается направление удалённого мониторинга (проактивное сервисное обслуживание, настройка через «облако») и использование модулей автофокусировки и автоматического выбора шаблона маркировки.

Выбор оборудования

Рекомендации по типу лазерного оборудования

• Для металлов: волоконные лазеры (Fiber) от 20 до 50 Вт. Мощность выше 60 Вт актуальна для глубоких гравировок и серийного производства.
• Для неметаллов: CO₂ лазеры мощностью 30–100 Вт. Лучше подходят для дерева, акрила, резины.
• Для сложных пластиков и стекла: UV-лазеры (ультрафиолетовые) обеспечивают деликатную, контрастную маркировку без разрушения структуры.

Дополнительные опции

• Автоматическое позиционирование и фокусировка
• Системы вытяжки и фильтрации
• Водяное охлаждение для мощных систем
• Интерфейс интеграции с ИТ-платформами предприятия

Лазерная маркировка на металле: итоги и рекомендации

Лазерная гравировка — эффективный метод маркировки, подходящий для металлов, пластика, дерева, стекла и керамики. Оптимальный выбор оборудования зависит от материала, желаемого результата, объёма производства и нормативных требований. Вот краткая обзорная таблица для ориентира:

Материал	Тип лазера	Метод	Рекомендации
Нержавеющая сталь	Fiber	Отжиг / гравировка	Высокий контраст, стойкость к агрессивной среде
Пластик (ABS, PET)	UV / CO₂	Изменение цвета	Предварительное тестирование, учёт добавок
Дерево	CO₂	Глубокая гравировка	Учёт степени обуглив