Обеспечьте успех лазерной маркировки после обработки металлических деталей

Аджай Кумар, Чад Уайтхед, Бриттани Хули | 13 августа 2020 г.

Большинство медицинских устройств с металлическими деталями подвергаются механической обработке, термообработке, электрополировке и/или дробеструйной обработке. Даже при правильном выполнении каждый производственный процесс может оставлять поверхностные отложения. Эти отложения накапливаются и обычно не могут быть удалены с поверхности простой очисткой после термообработки. Часто необходимо использовать дополнительные процессы, но эти процессы могут повлиять на лазерную маркировку. Обеспечение целостности поверхности имеет решающее значение для успеха лазерной маркировки.

Например, чтобы лазерная маркировка на мартенситной стали, такой как нержавеющая сталь 17-4, выдерживала азотную пассивацию, замачивание в солевом растворе и несколько циклов автоклавирования, поверхность маркировки должна быть чистой и пассивной перед лазерной маркировкой и должна быть пассивной после маркировки. . Перед лазерной маркировкой важно проанализировать поверхность на наличие поверхностных загрязнений, определить источник загрязнений и устранить их.

Потенциальные источники загрязнения:

Рисунок 1: Общие источники загрязнений и их влияние на лазерную метку.

В процессе механической обработки могут оставаться отложения машинного масла, которые запекаются во время термообработки.

Рисунок 2: На изображении выше показаны смазочно-охлаждающие жидкости, которые могут оставаться на поверхности после обработки.

Рисунок 3: Эффекты от попадания смазочно-охлаждающей жидкости на поверхность.

На рисунках выше показаны обрабатывающие масла на поверхности после механической обработки. Если эти машинные масла не удалить немедленно, они затвердеют во время термообработки.

Детали, подвергшиеся неправильной электрополировке, будут иметь на поверхности остатки электрополировки и противозадирную жидкость. Деталь следует очищать сразу после электрополировки.

Рисунок 4: После EP, раствор EP остался на детали.

Рисунок 5: Влияние неправильной электрополировки и неадекватной очистки.

Если устройство не подверглось термообработке в вакууме должным образом, на нем образуется накипь, полученная после термообработки. Тип накипи термообработки зависит от количества отложений, которые отложились на поверхности в результате предыдущих процессов, таких как механическая обработка (смазочно-охлаждающие масла). После образования накипи термической обработки традиционный метод очистки с использованием ультразвука не может удалить ее. Это помешает процессу лазерной маркировки.

Рис. 6. Эта накипь термообработки образуется на поверхности после того, как на поверхности остаются остатки ЕР и обрабатывающие жидкости.

Перед лазерной маркировкой важно убедиться, что на поверхности не осталось полировальных отложений. Это происходит, если используется чрезмерное давление и/или неправильная зернистость, и/или если деталь неправильно термически обработана.

Рисунок 7: Влияние остатков полировки, оставшихся на поверхности. Царапины указывают направление движения полировальной пасты.

На правильно обработанной поверхности не будет остатков полировальной пасты, смазочно-охлаждающих жидкостей, жидкости для электрополировки и/или мусора.

Рисунок 8. Если поверхность правильно обработана перед лазерной маркировкой, на ее топографии не будет следов электрополировки, отложений жидкости для электрополировки, внедренных полирующих средств и/или накипи от термообработки.

Вот три качества, на которые следует обратить внимание:

1.Настоящий черный цвет независимо от угла обзора.Лазерная метка будет черного цвета независимо от угла обзора.

Рисунок 9: Недостаточная толщина оксидного слоя приведет к смещению цвета лазерной метки.

Рисунок 10: Настоящая черная лазерная метка.

2.Лазерная метка должна выдерживать пассивацию.Лазерная метка не должна смываться после азотной пассивации.

Рисунок 11: Сравнительный анализ лазерных меток. Лазерная метка слева остается черной после пассивации азотом IV. Четыре отметки справа показывают, что лазерная отметка в различной степени частично удалена в результате пассивации.

3.Без коррозии. После автоклавных циклов лазерную метку следует оценить на предмет коррозии на уровне 10–50 мкм. Деталь не должна иметь никаких признаков коррозии и должна иметь четкую границу между лазерной меткой и основным металлом.