ダイオードレーザー彫刻機
ダイオードレーザー彫刻機は、主に以下の方法を利用してカラーパターンを実現します。
材料表面の酸化
ダイオードレーザー彫刻機は、レーザーエネルギーを使用して材料の表面を瞬時に酸化し、色の効果を生み出します。この酸化プロセスでは、レーザーのパラメータと材料の特性に応じて、さまざまな色を生成できます。
レーザーパラメータの正確な制御
レーザーのエネルギー密度と温度を精密に制御することで、金属表面の酸化膜の厚さを調整し、さまざまな色のレーザーマーキング効果を実現できます。この方法は、ステンレス鋼などの金属材料に半透明の酸化膜を形成し、色彩効果を生み出すことができます。
MOPAテクノロジーを使用する
MOPA (マスター発振器パワーアンプ) ファイバーレーザー技術は、パルス周波数と幅を正確に制御し、レーザーの電力密度とマーキング温度を調整し、優れたカラーマーキング効果を得ることができます。
自然酸化または着色剤の使用
金属の場合、カラーレーザー彫刻は通常、酸化によって行われます。レーザーは金属表面を加熱し、溶融して酸化させ、有色の酸化層を形成します。プラスチックの場合、色付きプラスチックを使用するか、プラスチック表面に着色剤を塗布してレーザー彫刻プロセス中に溶融して材料に結合することで、鮮やかな色を作り出すことができます。
ラスター方式
金属表面に有色の酸化層を塗布し、レーザーで金属と酸化層を溶かすと、鮮やかな色の彫刻が形成されます。
ソフトウェアとレーザー彫刻機の使用
さまざまなファイル形式を処理でき、最適化や高度な設定コントロールなどのオプションを備えた LightBurn などのソフトウェアを使用してデザインと制御を行い、完璧な効果が得られるまでデザインを調整します。
ダイオードレーザーの特性
ダイオード レーザー (連続レーザーとも呼ばれる) は、レーザー統合技術において大きな進歩を遂げており、最大 20W、40W、さらには 80W のパワー レベルを実現し、ステンレス鋼の表面に半透明のフィルムを形成できますが、ダイオード レーザーのやや不安定な性質により、結果として得られる色が変化する場合があります。
要約すると、ダイオードレーザー彫刻機によるカラーパターンの実現は、主にレーザーと材料の相互作用によって生成される酸化効果と、ソフトウェアによるレーザーパラメータの正確な制御による色の調整に依存しています。これらの技術は、金属やプラスチックなどのさまざまな材料に適用して、カラフルなパターンやデザインを作成できます。
CO2レーザー彫刻機
CO2 レーザー彫刻機は、主に次の方法でカラフルなパターンを彫刻できます。
光回折を利用する
短パルスレーザーを使用して、材料の表面にナノスケールのストリップ構造を作成し、異なる角度で異なる色を表示します。この原理は、染料やその他の化学物質の助けを必要とせず、直接処理に属します。
レーザーアブレーション酸化
レーザーアブレーションを使用して金属（主にステンレス鋼）の表面をアブレーションおよび酸化し、さまざまな色を表示します。この色は通常、角度によって変化しません。
酸化方法
レーザーは金属表面を溶かして酸化を引き起こし、冷却時に色のついた層が形成されます。得られる色はレーザーの設定と使用する金属の種類によって異なります。
格子法
これは金属表面に有色の酸化層を塗布するものです。レーザーが金属と酸化層を溶かすと、鮮やかで色鮮やかな彫刻が完成します。
着色プラスチックの使用
色付きのプラスチックに彫刻すると、彫刻された部分に対照的な色が生成され、カラフルな効果が得られます。
着色剤の使用
プラスチックの表面に着色剤を塗布すると、レーザー彫刻の過程で着色剤が溶けて材料と結合し、鮮やかな色が生成されます。
MOPAファイバーレーザー技術
MOPA テクノロジーはレーザー ビームのパワーを強化し、その強度と多様性を高めます。MOPA レーザーは、金属やその他の材料へのカラー彫刻、表面酸化層の作成、硬質プラスチックやアクリル樹脂への着色剤の組み込みに特に効果的です。
レーザーパラメータの正確な制御
レーザーのエネルギー密度と温度を正確に制御し、金属表面の酸化膜の厚さを調整することで、さまざまな色のレーザーマーキング効果を実現できます。
上記の方法により、CO2レーザー彫刻機は金属やプラスチックなどのさまざまな材料にカラフルなパターンの彫刻を実現できます。各方法には特定の適用シナリオと効果があり、ユーザーは特定のニーズに応じて適切な方法を選択できます。
赤外線レーザー彫刻機
赤外線レーザー彫刻機は、主に以下の方法でカラーパターンを彫刻します。
レーザー誘起周期表面構造（LIPSS）
レーザーにより材料表面に周期的な縞模様を形成し、特定の角度で光を照射すると、異なる次数の回折光が発生し、明るい表面色を形成します。この方法は角度に依存します。
薄膜干渉
シリコン表面に多層の薄膜をコーティングし、レーザーにより表面膜と酸化膜の厚さを調整することで、豊富な色彩範囲で異なる色彩を形成します。
金属ナノ粒子プラズモン
金属ナノ粒子の表面プラズモン共鳴 (SPR) 効果を利用して色を生成します。
酸化方法
レーザーは金属表面を溶かして酸化を引き起こし、冷却時に色のついた層が形成されます。得られる色はレーザーの設定と使用する金属の種類によって異なります。
格子法
金属表面に有色の酸化層を塗布し、レーザーで金属と酸化層を溶かすと鮮やかな色の彫刻が形成されます。
色付きプラスチックを使用する
色付きのプラスチックに彫刻すると、彫刻された部分に対照的な色を作り出すことができ、カラフルな効果が得られます。
着色剤を使用する
プラスチックの表面に着色剤を塗布すると、レーザー彫刻の過程で着色剤が溶けて材料と結合し、鮮やかな色が生成されます。
MOPAファイバーレーザー技術
MOPA テクノロジーはレーザー ビームのパワーを強化し、その強度と多様性を高めます。MOPA レーザーは、金属やその他の材料へのカラー彫刻、表面酸化層の作成、硬質プラスチックやアクリル樹脂への着色剤の組み込みに特に効果的です。
レーザーパラメータの正確な制御
レーザーのエネルギー密度と温度を正確に制御することで、金属表面の酸化膜の厚さを調整し、さまざまな色のレーザーマーキング効果を実現できます。
上記の方法により、赤外線レーザー彫刻機は金属やプラスチックなどのさまざまな材料にカラフルなパターンの彫刻を実現できます。各方法には特定の適用シナリオと効果があり、ユーザーは特定のニーズに応じて適切な方法を選択できます。
色の深さを制御するには？
レーザー彫刻機で彫刻されるカラーパターンの色の深さを制御することは、次の側面を通じて実現できます。
レーザー出力の調整
レーザー出力を増減すると、彫刻の深さが変わります。レーザー出力を上げると彫刻が深くなり、より深い色彩効果を生み出すことができます。
レーザー周波数の調整
レーザー周波数が異なると、マーキング効果や色も異なります。一部のレーザー彫刻機は、非常に高い周波数に調整して、さまざまな色彩効果を生み出すことができます。
彫刻速度の調整
レーザー出力が固定されている場合、レーザー加工ヘッドの移動速度が速いほど、レーザービームが加工対象物に留まる時間が短くなり、対象物に吸収されるレーザーエネルギーが少なくなります。したがって、加工速度が速いほど、彫刻の色は薄くなります。
焦点距離の調整
正のフォーカスとデフォーカス量の調整もマーキング効果に影響します。たとえば、高炭素鋼やステンレス鋼に黒い効果を実現するには、速度とエネルギーを適切に下げ、周波数を上げ、正のデフォーカス量を調整して最良の効果を実現する必要があります。
グレースケールマトリックスを使用する
グレースケール マトリックスを使用すると、必要な色深度をすばやく簡単に決定できます。テスト マトリックスは 100 種類のグレー シェードで構成されており、Ruby® または JobControl® プリンター ドライバーの Relief 機能を使用して適切なパラメーターを決定できます。
材料とレーザー波長のマッチング
レーザーの波長が異なると、異なる材料に対して異なる色の反応が生じます。たとえば、CO2 レーザー彫刻機は PVC 水道管に赤いマークを付けますが、1064NM の波長を使用するファイバー レーザーまたは半導体レーザー彫刻機は黒いマークを付けます。
光学フォーカスレンズの品質
高品質のビーム エクスパンダーとフィールド レンズを使用すると、焦点合わせが改善され、マーキングの色に影響します。
加工対象物中の不純物
加工部分に含まれる不純物も色の効果に影響します。例えば、輸入アクリルと国産アクリルではマーキング効果と色に違いがあり、国産アクリルには役に立たない不純物が多く含まれています。
物体の材料中の異なる原子比
高炭素鋼は炭素含有量が高いため、濃い黒色が出やすく、より良い結果が得られます。
処理対象物の温度
加工対象物の温度も彫刻の色に影響します。例えば、陶器に彫刻する場合、色紙を加えると異なる色の効果が得られます。
上記の方法は、レーザー彫刻機で彫刻されたカラーパターンの色の深さを効果的に制御できます。材料やレーザーの種類ごとに異なるパラメータ設定が必要な場合があるため、実際の操作では、最適な設定を見つけるために複数のテストが必要になる場合があることに注意してください。
