При выборе оборудования для лазерной маркировки предприниматели малого и среднего бизнеса часто сталкиваются с дилеммой, какой лазерный маркер подойдет лучше для их задач: ультрафиолетовый (UV), углекислотный CO2 или волоконный. У каждого типа лазерного маркиратора свои особенности, преимущества и ограничения. В этом экспертном обзоре мы рассмотрим отличия UV, CO2 и волоконных лазерных маркеров, их применение в бизнесе, а также приведем сравнение характеристик. Это поможет вам понять, какое маркировочное оборудование – UV-лазер, CO2-лазерный станок или волоконная лазерная маркировочная машина – лучше выбрать под ваши конкретные задачи.
UV, CO2 или волоконный лазерный маркер – особенности каждого типа
Ультрафиолетовые (UV) лазерные маркеры
UV-маркеры излучают ультрафиолетовый лазерный луч с длиной волны около 355 нм. Короткая длина волны дает очень маленький диаметр пятна и высокую энергию фотонов. За счет этого UV-лазер обеспечивает «холодную» маркировку – нанесение надписей и изображений без существенного теплового воздействия на материал. Это позволяет добиваться высококонтрастной, высокоточной маркировки без повреждения изделия. УФ-маркеры универсальны по материалам: благодаря высокой поглощаемости UV-излучения они способны выполнять микро-гравировку практически на всех типах материалов – металлах (включая драгоценные), пластиках, дереве, стекле, керамике и др. Например, модель Wattsan UV TT мощностью 3–10 Вт – настольный UV-лазерный маркиратор, который за счет сверхтонкого луча (в десятки раз тоньше, чем у CO2 или волоконных аналогов) обеспечивает высокоточную маркировку практически любых материалов. При этом UV-аппараты лазерной маркировки, как правило, имеют невысокую мощность (обычно 3–15 Вт) и являются самыми дорогими из трех типов. Их применяют там, где требуются ювелирная точность, минимальное термовоздействие или работа с материалами, не поддающимися другим лазерам (например, прозрачные или чувствительные пластики). Так, ультрафиолетовый лазерный маркиратор Sekirus 3W часто выбирают для маркировки медицинских изделий, электроники, ювелирных украшений – везде, где важна высокоточная маркировка без деформации и широкий спектр материалов. Нужно учитывать, что из-за высокой цены покупать UV-маркер имеет смысл, только если вам действительно необходимы его уникальные преимущества.В противном случае (например, для простого нанесения надписей на фанеру) окупаемость такого устройства для лазерной маркировки будет слишком долгой.
CO2 (углекислотные) лазерные маркеры
CO2-маркеры используют CO₂-лазерный источник, излучающий в дальнем инфракрасном диапазоне (~10,6 мкм или 10 600 нм). Этот лазерный модуль отлично поглощается органическими материалами. CO2-лазеры идеальны для неметаллов: дерева, фанеры, бумаги, картона, кожи, резины, акрила, стекла и т.п. На этих материалах углекислотный лазерный станок обеспечивает качественную гравировку и маркировку – лазерная надпись получается четкой и контрастной. При помощи CO2-маркеров можно даже наносить маркировку на стекло и прозрачный пластик (ПЭТ), чего не могут волоконные аппараты. Однако главный недостаток CO2-маркеров – они практически бесполезны для маркировки металла. Инфракрасный луч с длиной волны 10,6 мкм не поглощается поверхностью металлов, поэтому на чистом металле CO2-лазерный луч не оставляет следа. Исключение составляют случаи, когда металл имеет специальное покрытие (лак, краску, анодированный слой) – CO2-лазер может выжигать покрытие, обнажая основу. Но для прямой гравировки по металлу углекислотный лазерный маркиратор не подходит – здесь нужны либо очень мощные импульсы, либо специальные пасты, что малоэффективно. Поэтому CO2-маркер лучше выбирать, если ваша основная задача – маркировать и гравировать дерево и другие органические неметаллические материалы. Например, модель Wattsan RF ST – это напольный CO2-лазерный маркировочный станок с RF-лазерным источником (30–100 Вт) для быстрой маркировки дерева, пластика, кожи и пр. По характеристикам ему близки CO2-лазерные граверы от Trotec и Epilog, которые широко используются для высококачественной гравировки по дереву и акрилу. CO2-лазеры имеют относительно большой диаметр луча, поэтому точность и минимальная ширина линии у них уступает UV и волоконным системам. Зато площадь маркировки может быть достаточно большой (в зависимости от линзы, обычно 100×100 мм и более), а скорость гравировки на неметаллах – очень высокая. CO2-маркеры выпускаются в мощностях от ~20 Вт (для тонких материалов) до 60–100 Вт (для глубокой гравировки, иногда и резки неметаллов). Срок службы качественного CO2 RF-излучателя составляет ~10–20 тыс. часов, обслуживание минимальное – потребуется лишь система отвода дыма/пыли, так как при выжигании органики образуется гарь.
Волоконные лазерные маркеры (fiber)
Волоконные (оптоволоконные) лазеры генерируют луч в ближнем инфракрасном диапазоне – обычно около 1064 нм (1,06 мкм). По сути, это твердотельный источник на основе оптоволокна, накачиваемого диодами (часто используются модули с иттербиевым волокном). Fiber-маркеры лучше всего подходят для металлов: они были разработаны специально для высококонтрастной маркировки стали, алюминия, латуни, титана и других металлов. Волоконный лазерный луч хорошо поглощается большинством металлов, вызывая локальное нагревание поверхности и изменение цвета (от черного отжига до гравировки вглубь). В результате можно быстро наносить серийные номера, QR-коды, логотипы на металлические изделия с высокой скоростью и четкостью. Кроме того, волоконный лазер достаточно мощный – доступные модели обычно 20–50 Вт, встречаются до 100 Вт – что позволяет не только маркировать, но и при необходимости глубоко гравировать металл или делать отжиг. Волоконные лазерные маркировочные станки также могут работать с некоторыми пластиками и окрашенными материалами. Темные пластики часто хорошо поглощают излучение 1064 нм, поэтому на них можно получать заметную надпись. Однако на прозрачных и светлых пластиках эффективность ниже – часто материал пропускает или слабо поглощает луч fiber-лазера. На стекле или прозрачной пленке волоконный лазерный маркиратор вообще не оставит следа, поскольку инфракрасный луч просто проходит сквозь прозрачный материал. Зато по металлу у него практически нет равных по скорости и контрастности маркировки. Если ваша основная задача – маркировка металлов, оптимальным выбором будет именно волоконный лазерный маркиратор. Например, популярная модель Promark M-20 оснащается волоконным лазерным источником (20–50 Вт, JPT или Raycus) и предназначена для высокоскоростной гравировки по металлу, а также подходит для некоторых пластмасс и кожаных изделий. Аналогичные оптоволоконные аппараты предлагают и зарубежные бренды – например, линейка Keyence MD-F или станки Gravotech – обеспечивая промышленную надежность и точность. Волоконные лазеры компактны, энергоэффективны и долговечны: ресурс излучателя часто достигает 100 000 часов непрерывной работы. Обслуживание сводится к минимуму, так как отсутствуют газовые трубки или сложные оптические кристаллы – весь лазерный модуль герметичен и стабилен. Еще один плюс – скорость маркировки: fiber-граверы могут наносить маркировку за считанные секунды, что важно при серийном производстве. При этом диаметр лазерного луча у оптоволоконных маркеров больше, чем у UV (но меньше, чем у CO2), поэтому по точности они занимают промежуточное место. Тем не менее, волоконный лазерный маркиратор способен наносить довольно мелкие символы (1 мм и меньше) с хорошей четкостью.Подведем итог применения типов лазеров: UV-маркер рационально приобрести, когда требуется исключительная точность и работа с широким спектром материалов (например, одновременно металл, пластик и стекло) – в остальных случаях лучше использовать более доступные решения CO2-маркер оптимален для дерева, фанеры, кожи, бумаги, стекла и прочих неметаллических материалов, особенно если нужно обрабатывать большие площади быстро. Волоконный лазерный маркер – лучший выбор для маркировки металлов (сталь, алюминий и др.) и будет наиболее эффективен при серийном нанесении на металлические детали. Далее рассмотрим сравнительную таблицу характеристик этих трех типов лазерной технологии.
Сравнение характеристик лазерных маркеров (UV, CO2, Fiber)
Чтобы наглядно сопоставить разные лазерные системы, приведем таблицу с ключевыми характеристиками UV, CO2 и волоконного лазерного маркера:
| Параметр | UV лазерный маркер | CO2 лазерный маркер | Волоконный лазерный маркер |
|---|---|---|---|
| Длина волны излучения | ~355 нм (ультрафиолет) | ~10 600 нм (дальний ИК, CO₂-газ) | ~1064 нм (ближний ИК, иттербиевый волоконный) |
| Диаметр лазерного луча | Самый малый – высокая фокусировка, ~10–20 мкм | Крупнее (в ~30 раз больше UV) – порядка сотен мкм | Малый (но больше UV, меньше CO2) – десятки мкм |
| Поглощение материала | Очень высокое (почти всеми материалами) – универсальный | Высокое для органики (дерево, кожа, акрил, стекло и т.д.), почти нулевое для металлов | Отличное для металлов, среднее для некоторых пластмасс, нулевое для прозрачных материалов |
| Тип воздействия | «Холодная» фотохимическая маркировка, без нагрева (нет обугливания) | Тепловое испарение/выжигание (механизм нагрева и испарения поверхности) | Тепловое воздействие (отжиг, плавление поверхностного слоя металла) |
| Прецизионность, качество | Очень высокая: идеальна для мелких символов, тонких линий, сложных рисунков | Средняя: хороша для крупной графики на неметаллах, толстая линия на мелких деталях | Высокая: четкая маркировка текстов, кодов на металле, минимальный размер шрифта ~0,5–1 мм |
| Скорость маркировки | Высокая, но зависит от мощности (маломощный UV может требовать больше проходов) | Очень высокая по органике (быстро выжигает поверхностный слой) | Очень высокая по металлу (импульсы быстро изменяют цвет/структуру поверхности) |
| Типичные мощности | 3, 5, 10, 15 Вт (редко до 20–30 Вт) | 20, 30, 50, 60 Вт (RF-трубки; стеклянные CO2 в маркерах не применяют) | 20, 30, 50 Вт (распространенные), до 100 Вт в промышленных моделях |
| Ресурс лазерного источника | ~15 000 – 20 000 ч (DPSS-UV кристалл, диодная накачка) | ~10 000 – 20 000 ч (CO₂ RF-трубка металлическая); стеклянные трубки служат 1000–3000 ч | ~50 000 – 100 000 ч (diode-pumped fiber, срок службы диодов) |
| Требования к охлаждению | Обычно водяное охлаждение (чиллер) для стабильности кристалла | Зависит от мощности: RF-трубки <50 Вт часто с воздушным охлаждением, выше – водяное | Воздушное охлаждение (встроенные вентиляторы) в большинстве случаев |
| Стоимость оборудования | Самая высокая: в ~1,5-2 раза дороже аналогичных по классу fiber/CO₂ | Средняя: дороже волоконных при высокой мощности (дорогие RF-лазеры), но доступны маломощные модели | Средняя: широкий диапазон цен, базовые 20 Вт – одни из самых доступных лазерных маркеров на рынке |
| Основная область применения | Универсальный маркер для разнообразных материалов; микро-маркировка, прецизионные задачи, пластики, электроника, ювелирные изделия | Маркировка и гравировка неметаллов: дерево, бумага, кожа, резина, текстиль, керамика, стекло, акрил и др.; использование в рекламе, сувенирах, маркировка упаковки (дата-коды) | Маркировка металлов (сталь, алюминий, сплавы, драгоценные металлы и т.д.); промышленная маркировка деталей, инструментов, оборудования; также подходит для некоторых видов пластмассы и композитов |
Примечание: Все три типа обычно оснащаются гальванометрической системой сканирования (лазерная система управления лучом) и специализированным ПО (например, EZCAD) для задания траектории маркировки. Это обеспечивает высокую скорость и повторяемость нанесения. Также любое маркировочное оборудование требует мер безопасности: UV и волоконные лазеры невидимы глазом, поэтому обязательно использовать защитные очки соответствующего диапазона; CO2-лазер излучает в дальнем ИК и также опасен для зрения. Желательно ограждать рабочую зону (защитным корпусом или ширмой) и отводить дым/пыль от гравировки вытяжкой.
Примеры и выбор модели лазерного маркера
При выборе конкретного аппарата лазерной маркировки ориентируйтесь на свои приоритетные задачи. Ниже – несколько примеров моделей и их назначение:
- Wattsan UV TT (3–10 Вт) – настольный UV-лазерный маркиратор. Подходит для высокоточной маркировки любых материалов: от пластика и стекла до ювелирных металлов. Обеспечивает минимальную ширину линии и высокоточное нанесение графики даже на хрупкие и термочувствительные изделия. Аналоги: Sekirus UV 5W, Keyence MD-U (UV-серия для промышленности).
- Wattsan RF ST (30–60 Вт) – CO2 лазерный маркер с RF-излучателем, предназначенный для неметаллических материалов. Идеален для гравировки по дереву, фанере, акрилу, кожзаменителю, стеклу. Позволяет наносить логотипы, серийные номера, изображения на органические поверхности с высокой скоростью. По функционалу схож с CO2-станками типа Trotec Speedy или Epilog Fusion (CO2-лазеры для бизнеса). Если ваша задача в основном маркировать деревянные или пластиковые изделия – CO2-модель будет наиболее эффективна и экономична.
Волоконные лазерные маркеры 20–50 Вт – широкий выбор моделей для маркировки металлов. К примеру, Wattsan FL ST 20W или Promark M-20 позволяют быстро гравировать надписи на стали, алюминии, сплавах, а также маркировать некоторые пластики. Такие устройства применяют на производствах для нанесения QR- и штрих-кодов, технических надписей на детали, инструмент, таблички. Keyence MD-F – пример высокопроизводительного волоконного маркера промышленного класса, способного работать в поточной линии. Для малого бизнеса доступны и более бюджетные китайские аппараты с источниками Raycus или JPT, которые отличаются достойным качеством при меньшей цене. Если основная сфера – металл и требуются большие объемы маркировки, волоконный маркиратор обеспечит лучшую скорость и четкость при сравнительно невысокой стоимости владения.
Вывод
Выбор между UV, CO2 и волоконным лазерным маркером зависит от характера ваших задач. Оцените, какие материалы вы планируете маркировать и какого качества/точности требуете. Для металлов однозначно лидирует волоконный лазерный станок. Для дерева, бумаги, кожи и прочих неметаллов – CO2-маркиратор будет оптимальным решением. Если же вы работаете с широким спектром материалов или вам нужна сверхточная лазерная надпись без нагрева, и бюджет позволяет – выбирайте UV-лазерный маркиратор. В любом случае, современная лазерная технология предоставляет решения под любые потребности: правильный выбор оборудования для лазерной маркировки поможет вашему бизнесу добиться максимальной эффективности и качества в процессе маркирования продукции.