激光打標技術(shù)是激光加工的應(yīng)用領(lǐng)域之一。激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射，使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學(xué)反應(yīng)，從而留下性標記的一種打標方法。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等，字符大小可以從毫米到微米量級，這對產(chǎn)品的防偽有特殊的意義。

激光打標技術(shù)作為一種現(xiàn)代精密加工方法,與腐蝕,電火花加工,機械刻劃,印刷等傳統(tǒng)的加工方法相比,具有無與倫比的優(yōu)勢：

1．采用激光做加工手段,與工件之間沒有加工力的作用,具有無接觸,無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件的原有精度。同時,對材料的適應(yīng)性較廣,可以在多種材料的表面制作出非常精細的標記且耐久性非常好；

2．激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質(zhì),形狀,尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大,特別適用于自動化加工和特殊面加工。且加工方式靈活,既可以適應(yīng)實驗室式的單項設(shè)計的需要,也可以滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求；

3．激光刻劃精細,線條可以達到毫米到微米量級,采用激光標刻技術(shù)制作的標記仿造和更改都非常困難,對產(chǎn)品防偽極為重要；

4．激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成自動化加工設(shè)備,可以打出各種文字,符號和圖案，易于用軟件設(shè)計標刻圖樣,更改標記內(nèi)容,適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)率,快節(jié)奏的要求；

5．激光加工和傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷相比，沒有污染源，是一種清潔無污染的高環(huán)保加工技術(shù)；

激光打標技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),為優(yōu)質(zhì),,無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光標刻應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展,對激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化,率和集成化的要求也越來越高,新型高功率光纖激光技術(shù)的開發(fā)成功,必將對此產(chǎn)生極大的推動。

目前國內(nèi)的激光打標按其工作方式可分為掩模式打標、陣列式打標和掃描式打標。

掩模式打標

掩模式打標又叫投影式打標。掩模式打標系統(tǒng)由激光器、掩模板和成像透鏡組成，其工作原理，經(jīng)過望遠鏡擴束的激光，均勻的投射在事先做好的掩模板上，光從雕空部分透射。掩模板上的圖形通過透鏡成像到工件（焦面）上。通常每個脈沖即可形成一個標記。受激光輻射的材料表面被迅速加熱汽化或產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生顏色變化形成可分辨的清晰標記。掩模式打標一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模式打標主要優(yōu)點是一個激光脈沖一次就能打出一個完整的、包括幾種符號的標記，因此打標速度快。對于大批量產(chǎn)品，可在生產(chǎn)線上直接打標。缺點是打標靈活性差，能量利用率低。

陣列式打標

它是使用幾臺小型激光器同時發(fā)射脈沖，經(jīng)反射鏡和聚焦透鏡后，使幾個激光脈沖在被打標材料表面上燒蝕（熔化）出大小及深度均勻的小凹坑，每個字符、圖案都是由這些小圓黑凹坑構(gòu)成的，一般是橫筆劃5個點，豎筆劃7個點，從而形成5×7的陣列。陣列式打標一般采用小功率射頻激勵CO2激光器，其打標速度可達6000字符/妙，因而成為高速在線打標的理想選擇，其缺點是只能標記點陣字符，且只能達到5×7的分辨率，對于漢字無能為力。

掃描式打標

掃描式打標系統(tǒng)由計算機、激光器和X-Y掃描機構(gòu)三部分組成，其工作原理是將需要打標的信息輸入計算機，計算機按照事先設(shè)計好的程序控制激光器和X-Y掃描機構(gòu)，使經(jīng)過特殊光學(xué)系統(tǒng)變換的高能量激光點在被加工表面上掃描運動，形成標記。

通常X-Y掃描機構(gòu)有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種是機械掃描式，另一種是振鏡掃描式。

（1） 機械掃描式

機械掃描式打標系統(tǒng)不是采用通過改變反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度去移動光束，而是通過機械的方法對反射鏡進行X-Y坐標的平移，從而改變激光束到達工件的位置，這種打標系統(tǒng)的X-Y掃描機構(gòu)通常是用繪圖儀改裝。其工作過程：激光束經(jīng)過反光鏡①、②轉(zhuǎn)折光路后，再經(jīng)過光筆（聚焦透鏡）③作用射到被加工工件上。其中繪圖儀筆臂④只能帶著反光鏡①和②沿X軸方向來回運動；光筆③連同它上端的反光鏡②（兩者固定在一起）只能沿Y軸方向運動。在計算機的控制下（一般通過并口輸出控制信號），光筆在Y方向上的運動與筆臂 在X方向上的運動合成，可使輸出激光到達平面內(nèi)任意點，從而標刻出任意圖形和文字。

（2）振鏡掃描式

振鏡掃描式打標系統(tǒng)主要由激光器、XY偏轉(zhuǎn)鏡、聚焦透鏡、計算機等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡（振鏡）上，用計算機控制反射鏡的反射角度，這兩個反射鏡可分別沿X、Y軸掃描，從而達到激光束的偏轉(zhuǎn)，使具有一定功率密度的激光聚焦點在打標材料上按所需的要求運動，從而在材料表面上留下的標記，聚焦的光斑可以是圓形或矩形。

在振鏡打標系統(tǒng)中，可以采用矢量圖形及文字，這種方法采用了計算機中圖形軟件對圖形的處理方式，具有作圖效率高，圖形精度好，無失真等特點，極大的提高了激光打標的質(zhì)量和速度。同時振鏡式打標也可采用點陣式打標方式，采用這種方式對于在線打標很適用，根據(jù)于不同速度的生產(chǎn)線可以采用一個掃描振鏡或兩個掃描振鏡，與前面所述的陣列式打標相比，可以標記更多的點陣信息，對于標記漢字字符具有更大的優(yōu)。

振鏡掃描式打標系統(tǒng)一般使用連續(xù)光泵工作波長為1.06μm的Nd:YAG激光器，輸出功率為10～120W，激光輸出可以是連續(xù)的，也可以是Q開關(guān)調(diào)制的。發(fā)展的射頻激勵CO2激光器，也被用于振鏡掃描式激光打標機。

振鏡掃描式打標因其應(yīng)用范圍廣，可進行矢量打標和點陣打標，標記范圍可調(diào)，而且具有響應(yīng)速度快、打標速度高（每秒鐘可打標幾百個字符）、打標質(zhì)量較高、光路密封性能好、對環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)勢已成為主流產(chǎn)品，并被認為代表了未來激光打標機的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。

用于打標的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。Nd:YAG激光器產(chǎn)生的激光能被金屬和絕大多數(shù)塑料很好地吸收，而且其波長短(為1.06μm)，聚焦的光斑小，因而適合在金屬等材料上進行高清晰度的標記。CO2激光器產(chǎn)生的激光波長為10.6μm，木制品、玻璃、聚合物和多數(shù)透明材料對其有很好的吸收效果，因而特別適合在非金屬表面上進行標記。

Nd:YAG激光器和CO2激光器的缺點是對材料的熱損傷及熱擴散比較嚴重，產(chǎn)生的熱邊效應(yīng)常會使標記模糊。相比之下，由準分子激光器產(chǎn)生的紫外光打標時，不加熱物質(zhì)，只蒸發(fā)物質(zhì)的表面，在表面組織產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng)，而在物質(zhì)表層留下標記。所以，用準分子激光打標時，標記邊緣十分清晰。由于材料對紫外光的吸收大，激光對材料的作用只發(fā)生在材料的表層，對材料幾乎沒有燒損現(xiàn)象，因此準分子激光器更適合于材料的標記。 [1]

激光打標技術(shù)具有以下的特點

1、可對絕大多數(shù)金屬或非金屬材料進行加工。

2、激光是以非機械式的“刀具”進行加工，對材料不產(chǎn)生機械擠壓或機械應(yīng)力，無“刀具”磨損，，很少造成環(huán)境污染。

3、激光束很細，使被加工材料的消耗很小。

4、加工時，不像電子束轟擊等加工方法那樣產(chǎn)生X射線，也不會受電場和磁場的干擾。

5、操作簡單，使用微機數(shù)控技術(shù)能實現(xiàn)自動化加工，能用于生產(chǎn)線上對零部件進行率加工，能作為柔性加工系統(tǒng)的一部分。

6、使用精密工作臺能進行精細微加工。

7、使用顯微系統(tǒng)或攝像系統(tǒng)，能對被加工表面狀況進行觀察或監(jiān)控。

8、可以穿過透光物質(zhì)（如石英、玻璃）對其內(nèi)部零件進行加工。

9、可以利用棱鏡、反射系統(tǒng)將光束聚集到工件的內(nèi)表面或傾斜表面上進行加工。

10、能標記條形碼、數(shù)字、字符、圖案等標志。

11、這些標志的線寬可小至20μm，線深度可達10mm以下，故能對“好密集”尺寸大小的零件表面進行標記。