【摘要】
現在用于激光打碼的激光器主要有光纖激光器、紫外激光器、綠光激光器和CO2激光器,工業(yè)上常用的激光器是UV激光和CO2激光,而在光纖和綠光激光中的應用相對較少。
激光打標是激光加工中應用最廣泛的領(lǐng)域之一。激光器打標是利用高能密度激光對工件進(jìn)行局部照射,使工件表面的物質(zhì)蒸發(fā)或發(fā)生化學(xué)反應,從而為永久標記留下標記??蛇M(jìn)行多種文本.符號、圖案等,字符尺寸可從毫米至微米量級,對于產(chǎn)品的防偽具有特殊意義。
激光器編碼原理:
基本原理上,利用激光發(fā)生器產(chǎn)生高能連續激光束,使印刷材料聚焦后的激光作用于印刷材料,使表面材料瞬間熔化氣化,控制激光在材料表面的路徑,形成必要的標記物。
特點(diǎn)一
無(wú)觸點(diǎn)加工,可在任何異型面進(jìn)行標刻,工件不變形,不產(chǎn)生內應力,適用于金屬.塑料.玻璃.陶瓷.木材.皮革等。
特點(diǎn)二
幾乎所有零件的標記,如活塞、活塞環(huán)、氣門(mén)、閥座、五金工具、潔具、電子元件等。),并標記耐磨,易于實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程,標記零件變形小。
特點(diǎn)三
采用掃描法打標,即將激光束放入雙反射鏡中,由電腦控制掃描電機分別旋轉X.Y軸,激光束聚焦后落在被標記的工件上,形成激光標記的痕跡。
激光編碼優(yōu)勢:
1.可將激光聚焦后的超細激光光束像刀具一樣逐點(diǎn)清除,其先進(jìn)性在于,標記是一種非接觸性加工,不產(chǎn)生機械擠壓或機械應力,因此,由于激光聚焦后的工件尺寸小,熱影響范圍小,加工精度高,傳統方法不能達到。
2.用來(lái)進(jìn)行激光加工的“切割器”是對焦后的光點(diǎn),不需再增加其他設備和材料,只要激光器能正常工作,就可長(cháng)時(shí)間連續加工。高速、低成本的激光加工;采用計算機自動(dòng)控制激光加工,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)人為干預。
3.激光器所標記的信息只與計算機中設計的內容有關(guān),只要打標系統中所設計的圖形標識系統能夠識別,則該打標機可將設計信息精確地還原到合適的載體上。所以軟件的功能在很大程度上決定了系統的功能。
對于SMT領(lǐng)域的激光應用,主要是在PCB上進(jìn)行打碼追蹤,但不同波長(cháng)的激光對PCB掩層的破壞性并不一致。
現在用于激光打碼的激光器主要有光纖激光器、紫外激光器、綠光激光器和CO2激光器,工業(yè)上常用的激光器是UV激光和CO2激光,而在光纖和綠光激光中的應用相對較少。
纖維激光器
提出了一種光纖脈沖激光,其發(fā)光能級非常豐富。脈沖光纖激光波長(cháng)為1064納米(與YAG相同,但YAG作用物質(zhì)為釹)(QCW.連續光纖激光的典型波長(cháng)為1060-1080納米,QCW也是脈沖激光,但其產(chǎn)生脈沖的機制完全不同,波長(cháng)不同),屬于近紅外激光。它可用于金屬和非金屬材料的表面標記,因為它具有很高的吸收性。
其方法是利用激光對材料產(chǎn)生的熱效應,或通過(guò)加熱使表面上的物質(zhì)變黑,暴露出深淺不同顏色的物質(zhì),或使材料表面發(fā)生的微觀(guān)物理變化(例如,某些納米級的微孔會(huì )產(chǎn)生黑體效應,光極少能夠反射,使材料呈現深黑色)而使其反光性能有明顯改變,或在光能加熱時(shí)發(fā)生的某些化學(xué)反應。并顯示所需的圖形、字符、二維碼等信息。
紫外線(xiàn)激光器
UV激光是一種短波長(cháng)激光,通常采用倍頻技術(shù),將由固體激光器發(fā)射出的紅外線(xiàn)(1064nm)轉換為355nm(三倍頻)紫外光。它的光子能量巨大,幾乎可以與自然界所有物質(zhì)的化學(xué)鍵(離子鍵.共價(jià)鍵.金屬鍵)能匹配,直接中斷化學(xué)鍵,在沒(méi)有明顯熱效應的情況下材料發(fā)生光化學(xué)反應(原子核中的電子的某些能級能吸收紫外光子,然后通過(guò)晶格振動(dòng)把能量傳遞出去。存在熱效應,但不明顯),屬于“冷加工”。無(wú)明顯熱效應,紫外激光無(wú)法焊接,一般用于標記和精密切割。
UV標記法是利用紫外線(xiàn)與物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應而引起顏色變化的過(guò)程,采用適當的參數可以避免在材料表面產(chǎn)生明顯的去除效應,從而對無(wú)明顯觸感的圖形和字符進(jìn)行標記。
盡管紫外激光可以標記金屬和非金屬,但由于成本因素,通常使用光纖激光器對金屬材料進(jìn)行標記,而紫外激光標記表面質(zhì)量要求高.CO2難以達到的產(chǎn)品,與CO2形成高低搭配。
綠色激光器
綠光激光也是一種短波激光,一般采用倍頻技術(shù),將由固體激光器發(fā)射出的紅外線(xiàn)(1064nm)轉換為532nm(二倍頻)綠光,綠光是可見(jiàn)光,紫外激光是不可見(jiàn)光。綠光激光的光子能量非常高,其冷加工特性與紫外光極為相似,可以與紫外光形成多種選擇。
與紫外激光一樣,綠光打標技術(shù)也是利用綠光與材料發(fā)生光化學(xué)反應而引起顏色變化的方法,采用適當的參數,可避免在材料表面產(chǎn)生明顯的去除效應。從而能夠標記出無(wú)明顯觸感的圖形和字符,而PCB板表面一般都有一層掩錫層,通常會(huì )有許多顏色,綠光激光對其反應很好,標出的圖形十分清晰細膩。
二氧化碳激光器
CO2是常用的氣體激光器,發(fā)光能級豐富,典型的激光波長(cháng)為9.3.10.6um,是遠紅外激光器,連續輸出功率可達數十千瓦,通常用小功率CO2激光器完成聚合物等非金屬材料的刻印技術(shù)。通常很少使用CO2激光進(jìn)行金屬標記,因為金屬的吸收率非常低(可由高能量CO2切割并焊接金屬,由于吸收率.電光轉換率.光路和維護等因素,逐漸被光纖激光器取代)。
CO2打標是利用激光對材料產(chǎn)生的熱效應,或使氣化表面上的物質(zhì)受熱暴露出不同深色的物質(zhì),或通過(guò)光能加熱材料表面發(fā)生的微觀(guān)物理變化,使其反射性能發(fā)生明顯變化,或在光能加熱時(shí)發(fā)生的某種化學(xué)反應。并顯示所需的圖形.字符.二維碼等信息。
CO2激光器一般用于電子元件.儀器儀表.服裝.皮革.箱包.制鞋.紐扣.眼鏡.醫藥.食品.飲料.化妝品.包裝.電工器材等采用高分子材料的領(lǐng)域。
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