导读: 2013年中国激光设备市场运行态势分析,激光打标是利用高能量密度的激光束对目标作用,使目标表面发生物理或化学的变化,从而获得可见图案的标记方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上,使材料迅速汽化,形成凹坑。随着激光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断,激光束也就在材料表面加工成了一个指定的图案。
技术分析
激光具有单色性、相干性和方向性三大特点,能够在一个狭小的方向内集中能量。
激光打标是在激光焊接、激光热处理、激光切割、激光打孔等应用技术之后发展起来的一门新型加工技术,是一种非接触、无污染、无磨损的新标记工艺。近年来,随着激光器的可靠性和实用性的提高,加上计算机技术的迅速发展和光学器件的改进,促进了激光打标技术的发展。
激光打标是利用高能量密度的激光束对目标作用,使目标表面发生物理或化学的变化,从而获得可见图案的标记方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上,使材料迅速汽化,形成凹坑。随着激光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断,激光束也就在材料表面加工成了一个指定的图案。
激光打标与传统的标记工艺相比有明显的优点:
(1)可对多种非金属材料进行加工,特别是适合加工高硬度、高熔点和脆性材料。
(2)激光加工属于非接触加工,不损坏产品,无刀具磨损,无切削力,图案质量好。
(3)激光束很细,被加工材料损耗很小,加工影响范围小。
(4)加工效率高,由于采用计算机控制,易于实现自动化。
(5)能标记或雕刻各种条形码、数字、字符、图案。
(6)用于防伪,不易被假冒。
激光打标的技术现状
激光打标设备的核心是激光打标控制系统,因此,激光打标的发展历程就是打标控制系统的发展过程。控制系统在激光打标领域就经历了大幅面时代、转镜时代和振镜时代,控制方式也完成了从软件直接控制到上下位机控制到实时处理、分时复用的一系列演变。如今,半导体激光器、光纤激光器、乃至紫外激光的出现和发展又对光学过程控制提出了新的挑战。
目前国内的激光打标按其工作方式可分为掩模式打标、阵列式打标和扫描式打标。
1.掩模式打标
掩模式打标又叫投影式打标。掩模式打标系统由激光器、掩模板和成像透镜组成,其工作原理(如下图所示)是在一块模板上,将待打标的数字、字符、条码、图像等雕空,做成掩模,经过望远镜扩束的激光,均匀的投射在事先做好的掩模板上,光从雕空部分透射。掩模板上的图形通过透镜成像到工件(焦面)上。通常每个脉冲即可形成一个标记。受激光辐射的材料表面被迅速加热汽化或产生化学反应,发生颜色变化形成可分辨的清晰标记。掩模式打标一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模式打标主要优点是一个激光脉冲一次就能打出一个完整的、包括几种符号的标记,因此打标速度快。对于大批量产品,可在生产线上直接打标。缺点是打标灵活性差,能量利用率低。
掩模式打标原理 |
资料来源:中国报告网整理
2.阵列式打标
阵列式打标系统如下图所示,它是使用几台小型激光器同时发射脉冲,经反射镜和聚焦透镜后,使几个激光脉冲在被打标材料表面上烧蚀(熔化)出大小及深度均匀的小凹坑,每个字符、图案都是由这些小圆黑凹坑构成的,一般是横笔划5个点,竖笔划7个点,从而形成5×7的阵列。阵列式打标一般采用小功率射频激励CO2激光器,其打标速度最高可达6000字符/秒,因而成为高速在线打标的理想选择,其缺点是只能标记点阵字符,且只能达到5×7的分辨率,对于汉字无能为力。
阵列式打标原理 |
资料来源:中国报告网整理
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