在樹脂上的雷射刻印、加工

透過樹脂的刻印、加工原理，說明不同波長雷射的特徵。介紹ABS、環氧樹脂、PET等各主題的刻印範例和最佳雷射刻印機。

樹脂刻印、加工的種類
樹脂著色的原理
樹脂的吸收率
ABS樹脂
環氧樹脂
PET樹脂

樹脂刻印、加工的種類

印刷表面去除

透過去除工件表面的塗裝或印刷，來和基材顏色做出對比的方法。

（例）車載用儀表板開關: 需要變更設計時，使用傳統印刷、印章方式必須更換模板，但如果是使用雷射刻印，則只需變更程式即可靈活因應刻印需求。

表面漆層去除

利用雷射去除、雕刻工件表面進行切口加工。

（例）半切: 傳統使用刀具進行切口加工，當產品類型不同時，不僅調整困難且耗費工時。此外，也有更換刀具成本、意外在產品內部殘留刀具的風險。

著色

對樹脂照射雷射，讓工件本身著色的方法。

（例）對LSI的廣域刻印: 照射雷射，不雕刻樹脂即可著色，可實現將對工件的損傷降到最低限度的刻印。此外，由於可一併刻印最大330 x 330 mm的大面積，因此可減少傳統方式輸送工件時需要的機械結構設備成本。

熔接

用雷射的照射熱融化樹脂，使樹脂之間接合的方法。

（例）透明樹脂和著色樹脂間的熔接: 過去使用的超音波、振動熔接，會因為振動對產品造成不良影響或是產生毛邊。若使用非接觸式的雷射熔接，則不會損傷產品也不會產生毛邊。

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樹脂著色的原理

發泡

一旦照射雷射光，熱效應就會在基材中造成氣泡。氣化並蒸發的氣泡會被封在基材表面層，產生偏白的隆起。在深色的基材中可視性特別良好，會變成「較淡的基材顏色」。

（例）基材顏色：

黑色→
灰色著色

紅色→
粉色著色

濃縮

只要「基材」吸收雷射能量，熱效應就會使分子密度上升，濃縮後變色成深色。

碳化

如果繼續用高能量照射，「基材」週遭素材的高分子就會碳化，顯色為黑色。

化學變化

基材中「顏料」的成分裡面必定包含金屬離子。透過雷射的照射，離子結晶的結構變化和結晶中的水合量就會改變。最後，它的成分組成本身會進行化學變化，也會因為顏料濃度增加發生著色現象。

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樹脂的吸收率

對材質的吸收率因波長而異

下圖代表基本波雷射（1064 nm）與綠光雷射（532 nm）、UV雷射（355 nm）的不同樹脂材質穿透率。由於基本波、綠光雷射對PVC、ABS、聚苯乙烯的穿透率皆低、吸收率皆高，因此可進行良好的刻印。另一方面，對聚醯亞胺使用綠光雷射（532 nm）時的穿透率約為30％，使用基本波雷射（1064 nm）時則有90％以上的穿透率，依照波長不同吸收率也會大幅變化。