鐳射打標的原理和優勢?

鐳射打標是利用高能量密度的鐳射對工件進行區域性照射,使表層材料汽化或發生顏色變化的化學反應,從而留下永久性標記的一種打標方法

優勢

聚焦後的極細的鐳射光束如同刀具,可將物體表面材料逐點去除,其先進性在於標記過程為非接觸性加工,不產生機械擠壓或機械應力,因此不會損壞被加工物品;由於鐳射聚焦後的尺寸很小,熱影響區域小,加工精細,因此,可以完成一些常規方法無法實現的工藝。

鐳射加工使用的“刀具”是聚焦後的光點,不需要額外增添其它裝置和材料,只要鐳射器能正常工作,就可以長時間連續加工。鐳射加工速度快,成本低廉。鐳射加工由計算機自動控制,生產時不需人為干預。

鐳射能標記何種資訊,僅與計算機裡設計的內容相關,只要計算機裡設計出的圖稿打標系統能夠識別,那麼打標機就可以將設計資訊精確的還原在合適的載體上。因此軟體的功能實際上很大程度上決定了系統的功能。

鐳射打標的基本機理

鐳射打標是在高能鐳射束的作用下,使被加工工件發生熔化、汽化、加熱變色等物理和化學反應,從而在工件表面留下永久性的標記。根據所用鐳射能量的不同,鐳射打標的作用機理可以分為以下幾種;

1.加熱改變顏色打標

大多數材料(特別是一些非金屬材料,例如塑料、紙、橡膠等)受到鐳射加熱時,材料本身發生化學變化,會導致被打標工件表面顏色發生改變或使其表面光澤變亮。因此,可以利用這種機理進行打標。

在鐳射加熱時材料顏色發生的這種變化只出現在材料的表層,是由於金屬金相結構的改變或非金屬的化學組成發生變化而引起的。一般很難預計這些材料,特別是塑料材料在鐳射作用時顏色改變的情況。

有時不同廠家生產的同一種型號的塑料會改變成不同顏色。掩模式的鐳射訂標機大多采用這種方式進行打標。這種打標方法所需的功率密度較低,打標部位的溫度在材料的熔點以下,打標中引起材料的變形極小,適合於鐳射在非金屬材料上的標記。

2.熔化打標

在金屬被加熱到熔點後,由於金屬的氧化或者其它雜質的摻入,在金屬重新凝固後其表面的顏色也會發生改變。例如,某些鋼在熔化後產生的標記的顏色會變暗,待別是當表面有—層油膜的時候,就會在表面產生對比度很大的標記。

利用這種方法也可以進行鐳射打標。由於打標前後金屬的表面輪廓不發生任何變化,因此這種形式的打標方法在某些應用中具有很大的優越性。例如,醫學廣的骨胳支板,人工脊柱聯結器,心臟起博器等的表面要求儘可能的光滑,所以最好利用這種方法進行打標。熔化打標的方法也適合於一些塑料材料。它們在熔化時會在表面形成溝槽或使其餘面結構發生改變。

3.汽化打標 大多數的材料在其表面溫度高於熔點時,都會發生蒸發和汽化。例如鋼、鋁、鈦、銅等金屬材料,當Nd;YAG鐳射束在其表面移動時,表面很容易汽化而形成一條溝槽,從而產生很明顯的標記。

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