聚焦后的極細(xì)的激光光束如同刀具,可將物體表面材料逐點去除,其先進(jìn)性在于標(biāo)記過程為非接觸性加工,不產(chǎn)生機械擠壓或機械應(yīng)力,因此不會損壞被加工物品;由于激光聚焦后的尺寸很小,熱影響區(qū)域小,加工精細(xì),因此,可以完成一些常規(guī)方法無法實現(xiàn)的工藝。
激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點,不需要額外增添其它設(shè)備和材料,只要激光器能正常工作,就可以長時間連續(xù)加工。激光加工速度快,成本低廉。激光加工由計算機自動控制,生產(chǎn)時不需人為干預(yù)。
激光能標(biāo)記何種信息,僅與計算機里設(shè)計的內(nèi)容相關(guān),只要計算機里設(shè)計出的圖稿打標(biāo)系統(tǒng)能夠識別,那么打標(biāo)機就可以將設(shè)計信息的還原在合適的載體上。因此軟件的功能實際上很大程度上決定了系統(tǒng)的功能。
激光打標(biāo)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(xì)的標(biāo)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(xì),線條可以達(dá)到毫米到微米量級,采用激光標(biāo)刻技術(shù)制作的標(biāo)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(biāo)刻圖樣,更改標(biāo)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(biāo)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(biāo)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。
掃描式打標(biāo)
掃描式打標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)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(jìn)行X-Y坐標(biāo)的平移,從而改變激光束到達(dá)工件的位置,這種打標(biāo)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(dá)平面內(nèi)任意點,從而標(biāo)刻出任意圖形和文字。
(2)振鏡掃描式
振鏡掃描式打標(biāo)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(dá)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(biāo)材料上按所需的要求運動,從而在材料表面上留下的標(biāo)記,聚焦的光斑可以是圓形或矩形。
在振鏡打標(biāo)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(biāo)的質(zhì)量和速度。同時振鏡式打標(biāo)也可采用點陣式打標(biāo)方式,采用這種方式對于在線打標(biāo)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(biāo)相比,可以標(biāo)記更多的點陣信息,對于標(biāo)記漢字字符具有更大的優(yōu)。
振鏡掃描式打標(biāo)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(biāo)機。
振鏡掃描式打標(biāo)因其應(yīng)用范圍廣,可進(jìn)行矢量打標(biāo)和點陣打標(biāo),標(biāo)記范圍可調(diào),而且具有響應(yīng)速度快、打標(biāo)速度高(每秒鐘可打標(biāo)幾百個字符)、打標(biāo)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(rèn)為代表了未來激光打標(biāo)機的發(fā)展方向,具有廣闊的應(yīng)用前景。
用于打標(biāo)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(jìn)行高清晰度的標(biāo)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(jìn)行標(biāo)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(yán)重,產(chǎn)生的熱邊效應(yīng)常會使標(biāo)記模糊。相比之下,由準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光打標(biāo)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(biāo)記。所以,用準(zhǔn)分子激光打標(biāo)時,標(biāo)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(zhǔn)分子激光器更適合于材料的標(biāo)記
進(jìn)入2020年,紫外激光打標(biāo)機已然成為了激光標(biāo)刻行業(yè)的新貴,由于其獨特性,在塑料材質(zhì)上面的打標(biāo)堪稱完美。紫外激光的波長短,同時紫外激光打標(biāo)機避免了熱量過度輸入而導(dǎo)致材料被損壞。
紫外激光打標(biāo)機的特點就是:打標(biāo)速度快,無污染,易操作。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,紫外激光打標(biāo)機得到了廣泛的使用,那么其設(shè)備的使用,都有那些優(yōu)勢呢? 雖然紫外激光打標(biāo)機在工業(yè)化中沒有光纖激光打標(biāo)機那么普及,但是隨即產(chǎn)品工藝的要求不斷提高,紫外激光打標(biāo)機在塑料、玻璃制品行業(yè)擁有不可替代的影響力,因為紫外激光屬于冷光,可不傷此些材料的特性。深圳民升激光,能夠精細(xì)完美的標(biāo)刻出圖文,其熱影響小,不會出現(xiàn)熱效應(yīng),因此不會對材料產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象,打標(biāo)過程非接觸,打標(biāo)效果長久性。
紫外激光打標(biāo)機應(yīng)用在生產(chǎn)電路時工作迅速,數(shù)分鐘就能將表面圖樣蝕刻在電路板上。這使得紫外激光器成為生產(chǎn)PCB樣品的快方法。紫外線在生產(chǎn)電路跡線方面的較大優(yōu)勢,紫外激光打標(biāo)機價格,電路跡線極其微小,需要在顯微鏡下才能看見。