アルミニウムは製造業では一般的な素材ですが、それを明確かつ恒久的にマーキングするのは難しい場合があります。彫刻や印刷のような従来の方法では、長持ちしなかったり、必要な精度が得られなかったりすることがあります。マーキングが薄れたり磨耗したりすると、コンプライアンス上の問題やトラッキングの問題を引き起こしたり、見た目が悪くなったりします。レーザーマーキングは、信頼性の高いソリューションです。アルミニウムの表面を傷つけることなく、シャープで耐久性があり、読みやすいマーキングが可能です。
この方法が人気なのは、汎用性が高く、大小さまざまなプロジェクトに対応できるからです。シリアル番号のマーキングでもブランディングでも、レーザーマーキングは安定した結果をもたらします。もっと詳しく知りたいですか？詳細をご覧ください。
レーザーマーキングとは？
レーザーマーキングは、集光されたレーザービームを使用して、材料の表面にマークを作成するプロセスです。レーザーは素材の色や質感を変化させ、文字やロゴ、コードを残します。高速でクリーン、インクや化学薬品も不要です。そのため、耐久性のある高品質のマーキングが必要な業界に最適です。
レーザーマーキングは非接触であるため、素材に物理的な摩耗がない。マークは色あせ、傷、熱にも強い。
レーザーマーキング技術の基礎
レーザーマーキング技術は、精密で汎用性が高い。集光されたレーザー光線を使用して、さまざまな素材にマークを付けます。その仕組みとさまざまなプロセスを見てみましょう。
レーザーマーキングの仕組み
レーザーマーキングは、高エネルギーのビームを使用してアルミニウム表面に永久的なマークを作成します。レーザーは強い光を金属に照射し、高温に加熱します。このプロセスにより、材料に深く切り込むことなく表面を変化させることができる。
レーザーは、アルミニウムの表面を素早く加熱するのに十分なエネルギーを発生させなければならない。この熱によって素材の色や質感が変化し、マークが見えるようになる。材料を除去する彫刻とは異なり、レーザーマーキングは表面をそのままに修正します。
マーキングは、時間が経っても鮮明で読みやすい状態を保ちます。アルミニウム部品は摩耗や表面処理を受けることが多いため、マーキングが色あせたり、剥がれたり、劣化したりしてはなりません。レーザーマーキングは、部品を損傷することなく、長期間の識別を保証します。
レーザーマーキング加工の種類
レーザーで材料に印を付けるにはいくつかの方法があります。それぞれの方法には利点と用途があります。ここでは最も一般的なタイプを紹介します：
彫刻
彫刻 は材料表面の小さな層を取り除きます。レーザーは材料を蒸発させ、目に見えるくぼみを残す。この方法は、深く永久的なマークを作成するのに最適です。シリアル番号、ロゴ、装飾デザインなどによく使用されます。
エッチング
エッチング は彫刻と似ているが、削る量は少ない。レーザーは表面を溶かして浅い跡をつけます。この方法は、細かいデザインや細かい文字に最適です。電子機器や医療機器によく使われています。
ダークマーキング
ダークマーキングは、熱を利用して金属表面に濃くコントラストの高いマークを付ける。レーザーは材料を酸化させ、その色を変化させる。この方法は、材料を除去することなく鮮明で耐久性のあるマークを作成できるため、アルミニウムに人気があります。ブランディングや識別によく使用される。
アルミニウムの種類
アルミニウムにはさまざまな形状があり、それぞれに固有の特性があります。これらの違いは、材料へのレーザーマーキングの仕方に影響します。
アルマイト処理アルミニウム
陽極酸化アルミニウム は表面に保護酸化物層を持つ。この層は電気化学的プロセスによって形成され、素材の耐久性と耐食性を高めている。
ベア・アルミニウム
ベアアルミニウムは未処理で、追加のコーティングが施されていません。反射率が高いため、レーザーマーキングが難しくなります。
パウダーコート・アルミニウム
パウダーコート・アルミニウム は、表面に乾燥粉末の層を塗布し、それを硬化させて硬い仕上げを形成する。このコーティングは保護効果が高く、さまざまな色がある。
アルミニウムにマーキングできるレーザーとは？
アルミニウムの種類によって、最適なマーキング結果を得るには特定のレーザー技術が必要です。アルミニウムの種類ごとに最適なレーザーについて説明します。
ベアアルミニウムへのレーザーマーキング
ファイバー・レーザーは、裸のアルミニウムにマーキングするのに最も効果的です。その1064nmの波長は、金属表面によく吸収されます。ファイバーレーザーは、表面の酸化、溶融、または色の変化を通してマークを作成します。
YAGレーザーも裸のアルミニウムに作用しますが、ファイバーレーザーよりも効率が低い場合があります。CO2レーザーは、一般的に反射率が高いため、裸のアルミニウムで苦労します。
陽極酸化アルミニウムへのレーザーマーキング
複数のレーザータイプが、アルマイトを効果的にマーキングします。ファイバーレーザーは、アルマイト層を除去して母材を明らかにします。これにより、特にカラーアルマイトに高コントラストのマークが形成されます。
CO2レーザーは、裸のアルミニウムでは苦戦するものの、アルマイト表面ではうまく機能する。母材に影響を与えることなく、アルマイト層を除去または変色させます。
UVレーザーとグリーンレーザーは、アルマイト処理されたアルミニウムにも優れた結果をもたらします。細かいディテールや小さな文字マークは、UVレーザーの方が優れています。
粉体塗装アルミへのレーザーマーキング
CO2レーザーは、粉体塗装されたアルミニウムへのマーキングに優れています。コーティングの有機化合物とよく相互作用します。レーザーはコーティングを除去し、その下のアルミニウムを露出させることができます。これにより、色付きの背景に銀色のマークができます。
ファイバー・レーザーはコーティング除去には有効だが、母材に熱を伝えすぎる可能性がある。
アルミニウムへのレーザーマーキングにおける設計上の考慮点
レーザーマーキングで最良の結果を得るためには、いくつかの要素を考慮する必要があります。ここでは、アルミニウムにレーザーマーキングする際の設計上の重要な考慮事項について説明します。
正しいレーザー設定の選択
レーザーの設定は、マーキングの品質に重要な役割を果たします。適切な出力、速度、周波数の組み合わせにより、鮮明で耐久性のあるマーキングが可能になります。まずはサンプル品でテストし、特定のプロジェクトに最適な設定を見つけましょう。
パワー、スピード、周波数の最適化
- 力:パワーが強いほど、より深く、より濃いマークができますが、強すぎると素材を傷めることがあります。
- スピード:スピードが速いとマークが薄くなり、遅いとマークが濃くなったり深くなったりする。
- 頻度:周波数が高いほど細かいマークが彫れ、低いほど深い彫りが彫れる。
パルス持続時間と波長の影響
- パルス持続時間:より短いパルスは、より少ない熱でより微細なマークを作成し、材料損傷のリスクを低減します。長いパルスは、より深い彫刻に適しています。
- 波長:レーザーの波長は、材料との相互作用を決定します。ファイバーレーザー（1064 nm）はアルミニウムのような金属に最適ですが、CO2レーザー（10.6 µm）はコーティングに適しています。
表面仕上げはマーキングの品質にどう影響するか？
アルミニウムの表面仕上げはレーザーマーキングプロセスに影響を与えます。滑らかな表面はより精密で詳細なマークを作成しますが、粗い表面は出力と速度の調整が必要になる場合があります。陽極酸化またはコーティングされた表面は、基材を損傷することなくマーキングが層を貫通するように、特定のレーザー設定が必要です。
アルミニウムへのレーザーマーキングの利点
レーザーマーキングは、アルミニウム製品に多くのメリットをもたらします。ここでは、それが人気のある選択肢である理由を説明します：
- 永久マーク:レーザーマークは耐久性があり、時間が経っても色あせることはありません。
- 精度:レーザーは、非常に詳細で正確なマークを作成することができます。
- 消耗品なし:インクやラベルと異なり、レーザーマーキングは追加の材料を必要としません。
- 環境にやさしい:廃棄物や有害な化学物質を出さないクリーンなプロセスです。
- 汎用性:レーザーマーキングは、陽極酸化処理された表面やコーティングされた表面など、さまざまな種類のアルミニウムに対応します。
アルミニウムへのレーザーマーキングの限界
アルミニウムへのレーザーマーキングには多くの利点がありますが、いくつかの限界もあります。アルミニウムへのレーザーマーキングの主な限界を見てみましょう。
表面反射率の問題
アルミニウムは反射率が高いため、レーザーマーキングが難しくなります。レーザービームが表面で跳ね返り、効果が低下する可能性があります。これを克服するには、ファイバーレーザーのような反射材に適した波長のレーザーを使用する。
オーバーヒートと反りの可能性
アルミニウムは熱伝導が良いが、過度のレーザー出力や遅いマーキング速度は過熱の原因となる。これは、特に薄い部品やデリケートな部品の反りや損傷につながる可能性があります。これを避けるには、低い出力設定と速い速度を使用してください。
カラー・マーキングの限界
アルミニウムへのレーザーマーキングは通常、黒、白、またはグレーのマークを作成します。色つきのマークには、アルマイト処理またはコーティングされたアルミニウムの使用を検討してください。
アルミニウムへのレーザーマーキングの用途
レーザーマーキングは多くの産業で使用されています。代表的なアプリケーションをご紹介します：
- 航空宇宙:製造番号や安全情報を部品にマーキングすること。
- 自動車:トレーサビリティとブランディングのためのラベリングコンポーネント。
- エレクトロニクス:デバイスにロゴ、コード、技術的な詳細を追加すること。
- 医学:識別とコンプライアンスのための工具と機器のマーキング。
- 消費財:製品にカスタムデザインやブランディングを施すこと。
結論
アルミニウムへのレーザーマーキングは、航空宇宙、自動車、医療、エレクトロニクス産業で使用される、精密で耐久性があり、効率的なプロセスです。彫刻、エッチング、ダークにより永久的なマークを作成し、高いコントラストと細部を提供します。
アルミニウムのマーキング工程を改善する準備はできていますか？ お問い合わせ 専門家チームによる無料相談をご利用ください。アルミニウム用途に適したレーザーマーキングソリューションの選択をお手伝いします。
よくあるご質問
どんなレーザーでもアルミニウムにマーキングできますか？
すべてのレーザーがアルミニウムにうまく作用するわけではありません。ファイバーレーザーは、その波長（1064 nm）が金属に理想的であるため、最良の選択です。CO2レーザーは、コーティングまたは陽極酸化されたアルミニウムに作用しますが、反射率のために裸のアルミニウムにはあまり効果的ではありません。
どうすればアルミに黒く、あるいは濃いマークをつけることができますか？
濃色または黒色のマークを作成するには、アニーリングマーキングを使用します。このプロセスは、アルミニウムの表面を加熱して酸化させ、色を変化させます。材料を除去することなく、高コントラストで耐久性のあるマークを付けるのに最適です。
レーザーマーキングはアルミニウムを弱めるか？
レーザーマーキングは、正しく行われれば、一般的にアルミニウムを弱めることはありません。しかし、過度の熱やパワーは、特に薄い部品に反りや損傷を与える可能性があります。
アルミニウムへのレーザーマーキングは永久的か？
レーザーマーキングは永久的です。マークは色あせや傷、熱に強く、長期間の識別やブランディングが必要な用途に最適です。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
