LASER, een krachtig en veelzijdige lichtbron.

In alle activiteiten op het gebied van duurzaamheid zouden we bijna vergeten dat er een techniek is die al decades wordt toegepast en m.i. te weinig aandacht krijgt: LASER!

De meeste mensen weten wel dat LASERlicht wordt toegepast in Cd-spelers (hoewel streaming van muziek inmiddels deze markt grotendeels heeft overgenomen); en de LASER pointers en LASERprinters kennen natuurlijk ook iedereen. Maar het brede scala aan technische en industriële toepassingen van LASERlicht in markeren, lassen en snijden wordt niet genoeg belicht. 
 
Sinds de jaren 50, met de belangrijke praktische innovaties van Charles Townes (Amerikaanse natuurkundige), heeft de ontwikkeling van LASERs een enorme vlucht genomen: In ons dagelijks leven met o.a. Cd-spelers, LASERprinters, LASERs voor ontharing en huidaandoeningen - In analyse met allerlei spectroscopische technieken - In het snijden én lassen van metalen en kunststoffen - En in het markeren en decoreren van keramiek, metalen, glas en kunststoffen.

Er zijn LASERs voor elk materiaal en elke toepassing: van CO2 (10600 nm, gas) tot Nd:YAG/Nd:YVO4 (o.a. 1064 – 532- 355 -266 nm), excimer (edelgas, UV) en allerlei diode LASERs (halfgeleiders, van UV tot NIR); de keuze in materiaal en of je wilt lassen of snijden of markeren en met welke snelheid bepalen welke LASER het meest geschikt is voor jou. LASERs zijn de afgelopen jaren, in vergelijking met de traditionele frees, waterstraalsnijder of inkjetprinter, steeds competitiever geworden in prijs en snelheid, maar qua precisie onovertroffen.

Qua duurzaamheid zijn LASERs her en der de betere keuze: als je kijkt naar waterstraalsnijden is er geen water nodig en als vervanging van inkjetprinters is er geen inkt nodig (met de bijbehorende oplosmiddelen); daarnaast zijn LASERs zeer onderhoudsarm en met name de diodegepompte LASERs gaan ontzettend lang mee. Daar staat tegenover dat het energieverbruik van LASERs in vergelijking met inkjetprinters hoger is, maar als de energie duurzaam wordt gegenereerd is dat ook minder een probleem.

Het was het LASER onderzoek van DSM dat mij zo’n 25 jaar geleden de wereld van Engineering Plastics binnentrok. De fascinerende interactie van licht en additieven, pigmenten, kleurstoffen en ook de polymeren zelf verwonderen en intrigeren me tot op de dag van vandaag.
Hoe je met een relatief eenvoudige kleurreceptuur en in combinatie met de juiste LASER allerlei mooie, slijtvaste markeringen en decoraties met een enorme resolutie (600 dpi!) kunt maken:
Witte markeringen op zwarte kunststof: een thermisch proces waarbij de kunststof lokaal gaat schuimen en de belletjes het licht verstrooien. Door een slimme mix van pigmenten en kleurstoffen kan dit trouwens ook één kleur genereren op de zwarte kunststof.
Donkere en zwarte markeringen op witte kunststof: redoxreacties en thermische reacties (carbonisatie) van pigment en/of polymeer en additieven van wit naar donkergrijs/zwart.
Allerlei kleuren zijn er mogelijk door gekleurde folies lokaal te verwijderen (abblatie).

In principe zijn alle kunststoffen LASERmarkeerbaar, maar de kwaliteit en het contrast hangt natuurlijk af van de totale samenstelling van polymeer - additieven - pigmenten/kleurstoffen; sommige pigmenten absorberen zoveel LASERlicht dat het gehele oppervlak carboniseert met zeer weinig contrast. En bedenk dat sommige LASERadditieven een significante invloed kunnen hebben op de materiaaleigenschappen (impact en elektrische eigenschappen).

Nog wat voorbeelden van gemarkeerde kunststoffen? De letters en teksten op toetsenborden, kabels, lampen, huishoudelijke apparaten, barcodes op onderdelen in auto’s en nummers op bankpasjes.
En dan verbaast het me elke keer weer dat er juist in de verpakking van kunststof granulaat in zakken (nog?) zo weinig gebruik wordt gemaakt van LASERs om de gegevens, zoals Grade-kleur-batchnummers, te printen.

                                                Er valt nog een wereld te winnen!