Heute beschäftigen wir uns mit einer noch weiter verbreiteten Lasertechnologie – der Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium. In diesem Beitrag werden die Eigenschaften von eloxierten Aluminiummaterialien und die Versuchsplanung zur Untersuchung der Prinzipien hinter der Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium erörtert.
Was ist eloxiertes Aluminium?
Unter eloxiertem Aluminium versteht man den Prozess der Bildung einer Oxidschicht auf der Oberfläche von Aluminiumprodukten durch Elektrolyse in bestimmten Elektrolyten und unter bestimmten Prozessbedingungen. Dies verändert die Oberflächeneigenschaften gewöhnlicher Aluminiummaterialien und verbessert deren Färbung, Korrosionsbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit sowie elektrische Isolationseigenschaften.
Eloxiertes Aluminium ist der Liebling der Baumaterialien und der digitalen 3C-Branche (Computer, Kommunikation und Unterhaltungselektronik). In westlichen Ländern werden Vorhangfassaden aus eloxiertem Aluminium seit fast 20 Jahren erfolgreich eingesetzt. In jüngster Zeit erfreuen sich eloxierte Aluminiumpaneele bei Best Price als neues Vorhangfassadenmaterial großer Beliebtheit, mit bemerkenswerten Projekten wie dem Geschichtsmuseum der Provinz Hainan und dem Dalian International Conference Center.
Im digitalen 3C-Bereich wird eloxiertes Aluminium am häufigsten für die Außenseite von Tablets und Laptops verwendet.
Vorteile von eloxiertem Aluminium
Bevor wir tiefer eintauchen, wollen wir zunächst die Struktur von eloxiertem Aluminium verstehen. Der anodische Oxidfilm besteht aus zwei Schichten: Die innere Schicht ist ein dichter, glasartiger Film aus hochreinem Aluminiumoxid mit einer Dicke von etwa 0.01 bis 0.05 mm und hoher Härte; Die äußere Schicht ist ein Film aus hydratisiertem Aluminiumoxid (Al2O3·H2O). Dieser Film ist farblos und transparent, mit einer nanoporösen Struktur, die es ihm ermöglicht, verschiedene Farben leicht zu absorbieren.
Dank dieser Oxidschicht bietet eloxiertes Aluminium mehrere wesentliche Vorteile:
- Matte Textur mit starkem metallischen Glanz.
- Kann in satten Farben eingefärbt werden, was einen dekorativen Reiz verleiht.
- Beständigkeit gegen Oxidation, Korrosion, UV-Strahlen und Witterungseinflüsse, wodurch eine Haltbarkeit ohne Verfärbung oder Abblättern gewährleistet wird.
- Hohe Hitze- und Feuerbeständigkeit, mit einem Schmelzpunkt von über 2000 °C nach der Eloxierung.
Die Wirksamkeit der Lasermarkierung aus eloxiertem Aluminium
In praktischen Anwendungen werden Lasermarkiermaschinen verwendet, um schwarze Markierungen auf der Oberfläche eloxierter Aluminiummaterialien zu erzeugen. Diese Technik wird häufig zur Produktidentifizierung, Fälschungssicherheit, Statistik und Rückverfolgbarkeit eingesetzt. Im Vergleich zum herkömmlichen Siebdruck bietet die Lasermarkierung deutliche Vorteile wie Dauerhaftigkeit, Fälschungssicherheit und niedrige Kosten, da keine zusätzlichen Materialien oder Arbeitskräfte erforderlich sind und der Verbrauch minimal ist.
Prinzipielle Analyse der Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium
LASERCHINA Ingenieure führten Experimente durch, indem sie zwei identische Proben entnahmen, eine unbehandelt und die andere mit Lasermarkierung versehen. An beiden Proben wurden Rasterelektronenmikroskop- (SEM) und energiedispersive Spektroskopie- (EDS) Analysen durchgeführt. Die REM-Analyse ergab keine signifikanten strukturellen Veränderungen zwischen den behandelten und unbehandelten Bereichen, außer einer dunkleren Farbe in den lasermarkierten Bereichen. Ebenso zeigte die EDS-Analyse keine signifikanten chemischen Veränderungen, was darauf hindeutet, dass der Lasermarkierungsprozess den anodischen Film nicht beschädigt oder seine chemischen Eigenschaften verändert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Prinzip der Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium darin besteht, mithilfe hochenergetischer Laserstrahlen einen Nanoeffekt auf der Oberfläche zu erzeugen, der die Lichtabsorptionseigenschaften des Materials erhöht und zu einer sichtbaren schwarzen Farbe führt. Dieser physikalische Prozess verursacht keine wesentlichen strukturellen oder chemischen Veränderungen am anodischen Film.
Zusammenfassung
Die Lasermarkierung von eloxiertem Aluminium stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Materialbearbeitungstechnologie dar. Seine Fähigkeit, dauerhafte, ästhetisch ansprechende und fälschungssichere Markierungen bereitzustellen, hat es in verschiedenen Branchen zur bevorzugten Wahl gemacht. Während wir die Möglichkeiten von Laserbeschriftungsmaschinen weiter erforschen, werden die potenziellen Anwendungen für eloxiertes Aluminium im Baugewerbe, bei digitalen 3C-Produkten und darüber hinaus zwangsläufig zunehmen, was es zu einer Technologie macht, die es wert ist, beobachtet zu werden.
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