Měď a její slitiny, tedy mosaz a bronz, patří k materiálům obtížněji označitelným laserem. Podobně jako hliník jsou vysoce odrazivé pro infračervené světlo a navíc extrémně tepelně vodivé. Čistá měď odráží přes 95 % dopadajícího paprsku o vlnové délce ~1 µm . To znamená, že značná část energie laseru se nevyužije k ohřevu povrchu, a laser tak musí mít dostatečný výkon a vhodné parametry, aby překonal práh absorpce.
Přesto moderní vláknové lasery dokáží i měď úspěšně značit. Využívají velmi malý fokus a pulzy s vysokým špičkovým výkonem, které dodají potřebnou hustotu energie do malého bodu. Výsledkem může být jemné gravírování (mělké vyrytí) nebo tmavý popis. Při intenzivním pulzním ohřevu mědi dochází k jejímu oxidování a povrch může zhnědnout až zčernat, čímž vzniká kontrastní značení.
U mosazi je situace o něco lepší, protože slitina se při zahřátí chová jinak, zinek ve slitině může vytvořit oxidy a zanechat tmavší stopu. Nicméně obecně mosaz i bronz stále silně odráží IR paprsky. Laserové značení těchto kovů se tedy zpravidla realizuje vláknovým laserem, často s více průchody pro dosažení požadované viditelnosti.
Vhodný typ laseru
Vláknový pulzní laser je téměř jedinou praktickou volbou. Pro měď je ideální vláknový laser s možností krátkých pulzů a vysokou energií v pulzu (např. QCW nebo MOPA laser), který propálí vrchní reflexivní vrstvu a zahřeje povrch. Výrobci laserů (např. Es Technology) vyvinuli speciální režimy právě pro značení mědi, které využívají variabilní délku pulzu a vysoký špičkový výkon, aby došlo k dostatečnému pohlcení energie v materiálu.
CO₂ laser se pro přímé značení mědi či mosazi nehodí. Stejně jako u oceli by většina energie neabsorbovala. Navíc vysoce lesklá měď může odrážet CO₂ paprsek zpět do optiky a poškodit laserovou trubici. Teoreticky by šlo opět použít termochemickou pastu (např. na měděnou destičku nastříkat speciální sprej a ten CO₂ laserem vypálit), ale to je zřídkavé a spíše laboratorní metoda. V průmyslové praxi se pro měděné komponenty (např. elektrotechnické součástky, měděné přípojnice, mosazné ventilky apod.) nasazuje vláknový laser, případně pikosekundový nebo zelený laser u neabsorbujících povrchů, pokud je extrémní požadavek na kvalitu.
Doporučené parametry
Pro efektivní značení mědi vláknovým laserem platí to, co u laserového značení hliníku – maximálně koncentrovat energii. Doporučuje se použít čočku s menším pracovním polem (např. F-theta 100 mm či 160 mm, která zaostří do menšího bodu s vyšší hustotou energie) a co nejvyšší pulzní výkon. Místo průměrných nastavení (20–30 kHz, 100 ns) se volí spíše krátké pulsy s vysokou frekvencí, což paradoxně zajistí dostatečné naakumulování tepla.
Např. pro tmavý popis mědi mohou být parametry značení tyto: 100% výkon 30W laseru, frekvence ~80 kHz, rychlost kolem 100 mm/s, opakovat 2–3 průchody. Výsledkem bude tmavě hnědý až černý text. Existují i speciální Burst módy. V praxi se u běžných pulzních laserů zkouší různé kombinace; často pomůže lehce rozostřit laser (zvětšit bod a tím zvýšit dobu ohřevu), což podpoří rovnoměrnou oxidaci místo hlubokého vpichu.
Mosaz reaguje podobně a lze ji gravírovat více průchody. U mosazi se někdy volí nižší frekvence (~20 kHz) a pomalejší sken, aby se materiál skutečně odebíral (z mosazi se odpařuje zinek, což může zanechat mírně tmavý měděný povrch). Obecně je vhodné provádět zkušební matice, protože slitiny mohou reagovat různě.
Výhody a nevýhody značení mědi laserem
Vláknové lasery umožňují přesné značení i drobných měděných či mosazných dílů, jako jsou konektory, elektronické komponenty, šperky apod. Značky jsou trvalé a odolné. Laser navíc dokáže značit i povrchově upravené měděné komponenty (např. pocínované, poniklované) – buď odstraněním povlaku, nebo skrz něj.
Nevýhodou je nižší účinnost procesu – značit měď zabere déle a může vyžadovat výkonnější laser kvůli ztrátám odrazem. Také je vyšší riziko poškození zdroje odrazem, proto se používají optické izolátory a doporučuje se čistý povrch (oxidovaná či zašlá měď paradoxně absorbuje lépe než zrcadlově lesklá). CO₂ laser v této kategorii barevných kovů nenachází uplatnění bez speciální chemie.