Lazer markalama, yüksek enerjili odaklanmış lazer ışınının malzeme yüzeyiyle etkileşime girerek kalıcı iz bırakması prensibine dayanan temassız bir işaretleme teknolojisidir. Konvansiyonel baskı veya etiketleme yöntemlerinden farklı olarak lazer markalama herhangi bir sarf malzeme kullanmaz; mürekkep, boya veya etiket gerekmez. Bu özellik hem uzun vadeli işletme maliyetini düşürür hem de çevresel etki açısından üstünlük sağlar. Ankara'da lazer markalama hizmeti sunan merkezimizde fiber, CO2 ve UV lazer sistemleriyle metal, plastik, cam, ahşap, deri ve seramik dahil geniş bir malzeme yelpazesine kalıcı işaretleme uygulanmaktadır.

Lazer Türleri ve Dalga Boyları

Lazer markalama sistemleri kullanılan lazer kaynağının türüne ve dalga boyuna göre sınıflandırılır. Fiber lazer 1064 nm dalga boyunda kızılötesi ışık yayar ve metal işaretleme için en yaygın kullanılan lazer türüdür. Ytterbium katkılı fiber optik kabloda üretilen lazer ışını galvanometre aynalarıyla yönlendirilerek malzeme yüzeyine odaklanır. Fiber lazerler 20W ile 100W arasında güç seçenekleriyle sunulur ve ortalama 100.000 saat lazer kaynağı ömrüne sahiptir. CO2 lazer 10.600 nm dalga boyunda çalışır ve organik malzemelerde (ahşap, deri, kağıt, kumaş, akrilik) mükemmel sonuç verir. CO2 lazerler ayrıca boyalı veya kaplamalı metallerde ablasyon yöntemiyle üst katmanı kaldırarak işaretleme yapabilir. UV lazer 355 nm dalga boyunda ultraviyole ışık üretir ve soğuk markalama (cold marking) olarak adlandırılan termal hasar minimizasyonuyla hassas malzemelerde (plastik, cam, elektronik bileşen) temiz işaretleme sağlar. Yeşil lazer 532 nm dalga boyunda çalışır ve yüksek yansıtıcılığa sahip metallerde (bakır, altın, gümüş) fiber lazere kıyasla daha verimli enerji absorpsiyonu sağlar.

Markalama Prosesleri

Lazer markalama beş temel proses ile gerçekleştirilir ve her prosesin malzeme üzerindeki etkisi farklıdır. Gravürleme (engraving) prosesinde lazer ışını malzemeyi buharlaştırarak yüzeyde girintili iz oluşturur. Gravür derinliği parametrelere bağlı olarak 0,01 mm ile 1 mm arasında ayarlanabilir ve derin gravür ağır sanayi uygulamalarında aşınma direnci sağlar. Tavlama (annealing) prosesi yalnızca metallerde uygulanır; lazer metalin yüzey altı katmanını ısıtarak oksit tabakası oluşturur ve bu tabaka ışığı farklı kırarak siyah, mavi, sarı veya kırmızımsı renkler üretir. Bu proseste malzeme yüzeyinde herhangi bir deformasyon olmaz ve yüzey düzgünlüğü korunur. Köpürtme (foaming) prosesi plastik malzemelerde uygulanır; lazer plastik yüzeyi eritir ve gaz kabarcıkları oluşturarak kabarık açık renkli iz meydana getirir. Renk değişikliği (color change) prosesinde lazer pigmentlerin moleküler yapısını değiştirerek malzeme renginde yerel farklılık yaratır. Ablasyon prosesinde ise lazer üst kaplama tabakasını (boya, anot, kaplama) seçici olarak kaldırarak alt katmanı ortaya çıkarır.

MOPA ve Q-Switched Fiber Lazer Karşılaştırması

Fiber lazer sistemleri darbe üretim yöntemine göre Q-switched ve MOPA olmak üzere iki ana kategoride incelenir. Q-switched fiber lazerler sabit darbe süresinde (tipik olarak 100-200 nanosaniye) çalışır ve darbe tekrar frekansı 20-80 kHz arasında değişir. Bu lazerler genel amaçlı metal markalama, gravürleme ve plastik işaretleme için yeterli performans sunar. MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) fiber lazerler ise darbe süresini 2-500 nanosaniye aralığında ayarlama imkanı sağlar. Bu esneklik MOPA lazerlere benzersiz yetenekler kazandırır: kısa darbelerle (2-10 ns) paslanmaz çelik üzerinde siyah markalama, uzun darbelerle (100-200 ns) alüminyum üzerinde siyah tavlama, orta darbelerle (20-50 ns) plastiklerde yüksek kontrastlı işaretleme yapılabilir. MOPA lazerler özellikle eloksallı alüminyum üzerinde renkli markalama yapabilmesi ile öne çıkar; farklı darbe parametreleriyle altın, mavi, yeşil, kırmızı ve siyah tonlarında renkli işaretler elde edilir. Bu yetenek dekoratif etiket ve takı sektöründe büyük avantaj sağlamaktadır.

Galvo Tarama Sistemi ve Markalama Parametreleri

Lazer markalama makinelerinde ışının yönlendirilmesi galvanometre tarama sistemiyle gerçekleştirilir. Galvo sistemi iki adet yüksek hızlı ayna motorundan oluşur; birinci ayna X ekseninde, ikinci ayna Y ekseninde ışını yönlendirir. Galvo motorlar saniyede 7.000-12.000 mm hızla tarama yapabilir ve bu hız endüstriyel üretim hatlarında yüksek verim sağlar. F-theta lens odaklama elemanı olup lazer ışınını düz bir çalışma alanı üzerinde homojen odaklama sağlar. Lens odak uzaklığına göre çalışma alanı ve odak spot çapı değişir: 110 mm lens yaklaşık 110x110 mm alan ve 30 mikron spot çapı, 300 mm lens ise 300x300 mm alan ve 80 mikron spot çapı sağlar. Markalama kalitesini belirleyen temel parametreler şunlardır: lazer gücü (watt), tarama hızı (mm/s), darbe frekansı (kHz), çizgi aralığı (hatch spacing, mm) ve odak pozisyonu. Bu parametrelerin optimum kombinasyonu malzeme türü ve istenilen markalama tipine göre deneme numuneleriyle belirlenir.

Endüstriyel Uygulamalar ve İzlenebilirlik

Lazer markalama endüstriyel izlenebilirlik ve ürün tanımlama alanında kritik bir teknoloji haline gelmiştir. Otomotiv sektöründe motor bloğu, şasi numarası ve parça seri numaraları lazerle işaretlenir. Medikal cihaz sektöründe UDI (Unique Device Identification) gereksinimleri kapsamında cerrahi aletler ve implantlar lazer gravürle tanımlanır. Elektronik sektöründe PCB üzerinde bileşen kodları ve barkodlar lazer markalanır. Savunma sanayinde silah seri numaraları ve parça izleme kodları derin gravür ile işlenir. Lazer markalama ile DataMatrix, QR kod, Code 128, EAN-13 gibi barkod ve 2D kod türleri mikron hassasiyetinde üretilir ve bu kodlar endüstriyel okuyucularla güvenilir biçimde taranabilir. Ankara'da lazer markalama hizmetimiz ile tek parçadan seri üretime, prototipten nihai ürüne kadar her ölçekte işaretleme çözümü sunulmaktadır.