Podczas znakowania tytanu laserem obowiązują podobne zasady jak w przypadku stali nierdzewnej. Tytan nie jest tak refleksyjny jak miedź czy aluminium. Przeciwnie, dobrze absorbuje promieniowanie lasera fibrowego. Podczas nagrzewania tworzy różnokolorowe tlenki na powierzchni.
Tytan można znakować laserowo na głębokość (dla trwałych oznaczeń, np. implantów medycznych lub części lotniczych) lub powierzchniowo wyżarzać w celu uzyskania efektów kolorystycznych.
Podczas nagrzewania do około 300 °C tytan przybiera złocisty kolor, a przy wyższych temperaturach (powyżej 600 °C) może stać się niebieski, fioletowy lub szary. Oznacza to, że poprzez wyżarzanie laserowe można uzyskać odcienie niebieskiego, żółtego, fioletowego itp., podobnie jak w przypadku stali nierdzewnej. Możliwe jest również uzyskanie głębokiego czarnego oznaczenia, zazwyczaj przy dłuższym czasie nagrzewania. Tytan dobrze utrzymuje warstwę tlenków na powierzchni, dzięki czemu znakowanie jest trwałe.
Odpowiedni typ lasera
Do znakowania tytanu idealnie nadaje się laser fibrowy. Tytan i jego stopy (np. Ti6Al4V stosowany w przemyśle) bardzo dobrze absorbują promieniowanie o długości fali 1064 nm, a laser fibrowy jest w stanie dostarczyć odpowiednią ilość energii zarówno do ablacji, jak i do wyżarzania.
Lasery CO₂ są używane do tytanu rzadko, z powodu niższej efektywności. Tytan w pewnym stopniu absorbuje długość fali 10,6 µm – więcej niż miedź – jednak większość zastosowań przemysłowych opiera się na laserach fibrowych ze względu na ich precyzję.
Do kolorowego znakowania tytanu czasami stosuje się również lasery z podwojoną częstotliwością (zielone) lub lasery MOPA, aby precyzyjnie kontrolować odcień, ale to wykracza poza zakres standardowego przemysłowego znakowania.
Doporučené parametry
Podczas głębokiego grawerowania tytanu stosuje się podobne ustawienia jak w przypadku stali: wysoka moc, wolniejsze tempo, niska częstotliwość w celu maksymalizacji energii impulsu (np. 100% mocy lasera 20 W, 20 kHz, 200 mm/s, kilka przejść). Tytan można stosunkowo łatwo odparować (ma niższą temperaturę wrzenia niż stal), więc rytowanie jest efektywne.
Do znakowania kolorowego (powierzchniowe utlenianie) stosuje się raczej średnią moc z defokusowaniem: typowo 60–80% mocy, niska prędkość ~100 mm/s, częstotliwość około 30–50 kHz i rozogniskowanie +2 do +5 mm. Różne kombinacje mocy i czasu działania dają różne kolory, np. krótki, intensywny impuls może dać niebieskawy odcień, natomiast dłuższe, łagodniejsze nagrzewanie odcień złocisty.
Dla czarnego oznaczenia tytanu celuje się w podobne parametry jak przy czarnym znakowaniu stali nierdzewnej: stosunkowo długie impulsy, wysoka częstotliwość (dla lokalnego nagrzewania bez odparowania) i bardzo wolne tempo. Przykład parametrów: 100% mocy, 60 kHz, 50 mm/s, defokus +3 mm w jednym przejściu lub kilka przejść przy średniej intensywności.
Znakowanie tytanu laserem: zalety i wady
Elementy tytanowe (np. narzędzia medyczne, implanty, komponenty lotnicze) często wymagają trwałego oznakowania o wysokiej odporności, co spełnia znakowanie laserowe. Laser fibrowy pozwala na bardzo kontrastowe oznaczenia tytanu. Czarne lub kolorowe znaki są lepiej widoczne niż np. mechaniczne rytowanie, które daje jedynie jasny efekt.
Minusem może być czas przy głębokim grawerowaniu, ponieważ tytan graweruje się wolniej niż aluminium, a także konieczność odciągania oparów. Ogólnie jednak w przypadku tytanu nie ma wielu alternatyw, a laser fibrowy uznawany jest za najlepszą metodę znakowania tytanu.