Bei der Herstellung von Glaskomponenten für Unterhaltungselektronik und Smart-Home-Geräte sind Siebdruck und Tintenstrahldruck seit langem die gängigsten Methoden zum Markieren von Grafiken und Texten auf Glasoberflächen. Diese herkömmlichen Verfahren verbrauchen nicht nur Materialien wie Tinten und Lösungsmittel, sondern sind auch anfällig für Probleme wie das Ablösen und Ausbleichen der Markierungen. Darüber hinaus erzeugen sie geringe Mengen an Schadstoffen, was es schwierig macht, die modernen Produktionsanforderungen für eine umweltfreundliche Produktion und eine lange Haltbarkeit zu erfüllen. Kürzlich hat Chongqing Chuke Intelligent Machinery Equipment Co., Ltd. (im Folgenden „Chuke Intelligent“ genannt) erfolgreich ein Verfahren zur Erzeugung dauerhafter schwarzer Markierungen auf Glas mithilfe eines Infrarot-Pikosekundenlasers optimiert. Durch den Einsatz des Pikosekundenlasers Raycus RFL-P60MX in Verbindung mit einem Edelstahltarget für die unterstützte Bearbeitung meisterte das Unternehmen die Herausforderung, eine kontrastreiche, dauerhafte Schwarzmarkierung zu erzielen, und bot damit eine neuartige Lösung für die Glastiefbearbeitungsindustrie.
Im Gegensatz zur herkömmlichen Laser-Direktgravur wird bei dieser „Black-Marking“-Methode ein zielgestützter Bearbeitungsansatz verfolgt. Bediener platzieren das transparente Glaswerkstück in engem Kontakt mit einem Edelstahlziel und fokussieren den Laserstrahl präzise auf die Grenzfläche zwischen Glas und Edelstahl. Der Infrarot-Pikosekundenlaser verfügt über ultrakurze Impulse und eine minimale Wärmeeinflusszone, sodass das Glas nicht reißt oder zersplittert. Am Brennpunkt werden sofort hohe Temperaturen erzeugt, die die Oberflächenschicht des Zielmaterials in feine Kohlenstoffpartikel zersetzen; Unter hohem Druck werden diese Partikel in die Glasoberfläche eingebettet und erzeugen gleichmäßige, satte schwarze Markierungen. Der Prozess beinhaltet keine Pigmente; Die Markierung ist in das Glas eingebettet, wodurch sichergestellt wird, dass sich das Muster durch Wischen oder Reibung nicht ablöst und die Haltbarkeit der Markierung der Lebensdauer des Werkstücks selbst entspricht.
Umfangreiche Probentests haben die Stabilität dieses Prozesses vollständig bestätigt. Muster wurden erfolgreich auf Standard-Floatglas, gehärtetem Glas und ultradünnem Elektronikglas markiert. Die resultierenden Markierungen wiesen eine gleichmäßige Schwärze, klare Liniendetails und saubere Kanten ohne Grate auf und erreichten einen Kontrast, der weit über dem einer herkömmlichen internen Lasergravur liegt. Der gesamte Prozess erfordert keine Tinte und erzeugt keine Abgase oder Abfallstoffe, wodurch tatsächlich keine Verbrauchsmaterialien und keine Umweltverschmutzung erreicht werden. Darüber hinaus ist das Edelstahltarget wiederverwendbar, was erhebliche Kosteneinsparungen bei der langfristigen Massenproduktion ermöglicht. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Geräts kann je nach Bedarf erhöht werden; Selbst bei der doppelten Standardverarbeitungsgeschwindigkeit behält es eine konsistente Musterfarbe und -qualität bei und ist somit vollständig kompatibel mit großvolumigen Fließbandoperationen.
Bisher waren zum Erzielen einer soliden, tiefschwarzen Markierung auf Glas typischerweise teure Ultrakurzpulslaser im Ultraviolettbereich (UV) erforderlich. Durch den Einsatz eines 1064-nm-Infrarot-Pikosekundenlasersystems in Kombination mit einer einfachen Edelstahlunterlage konnten die Erstinvestitionskosten für die Ausrüstung erheblich gesenkt werden. Durch eine rigorose Parameteroptimierung konnte das Team von Chuke Intelligent häufig auftretende Probleme lösen – wie ungleichmäßige Schwärzung, lokale Weißfärbung und spannungsbedingte Rissbildung – und ermöglichte es so, dass Standard-Infrarot-Pikosekundengeräte durchweg qualitativ hochwertige Schwarzmarkierungsergebnisse liefern können. Der Prozess verarbeitet alles von kleinen Logos bis hin zu großformatigen grafischen Markierungen in einem Durchgang.
Dieser Glasschwarzmarkierungsprozess hat bereits mehrere Probenvalidierungsrunden durchlaufen. In Zukunft wird das Projektteam von Chuke Intelligent die Parameter des optischen Pfads und die Zielanpassungsstrategien weiter verfeinern, die Palette kompatibler Glastypen erweitern und die Verarbeitungseffizienz weiter verbessern. Da die Nachfrage nach Anwendungen wie Haushaltsgerätepaneelen, intelligentem berührungsempfindlichem Glas und dekorativem Autoglas wächst, ist dieses verbrauchsmaterialfreie Laserbeschriftungsverfahren bereit, den herkömmlichen Siebdruck zu ersetzen, zur gängigen Wahl für die Kennzeichnung von Präzisionsglaskomponenten zu werden und Herstellern dabei zu helfen, ihre Prozesse zu verbessern und umweltfreundlichere Abläufe zu erreichen.