什么是激光打标?

几十年来,激光打标机一直被用于制造业,以实现永久性标记。自2000年代中期至后期,脉冲光纤激光器作为打标光源被开发并逐渐普及以来,该技术的需求显著增长。  这些脉冲激光器 激光器与CO₂、Nd:YVO₄、皮秒及飞秒激光器 几乎激光器 所有材料激光器 标记解决方案。如今,在追踪与溯源需求的推动下,激光标记为众多市场和无数应用提供了经济高效、高速且高质量的解决方案。  

激光标记是如何工作的?

激光可在多种材料上制作永久性标记,包括金属、塑料、玻璃和陶瓷。标记主要通过三种方法直接刻印在工件上:表面对比、表面熔化以及雕刻。

激光打标示例.jpg

激光打标机由激光源、用于运动控制的扫描头以及用于聚焦的F-θ透镜组成。激光提供用于生成标记所需的能量/功率;扫描头内含两个称为振镜的正交反射镜,它们能快速沿X和Y轴移动激光束以描绘标记路径;而F-θ透镜则将激光聚焦到工件上。  通常使用光束扩展器来生成正确的聚焦光斑尺寸。标记或雕刻图案通过简单的软件生成,该软件将可执行的运动程序下载到扫描头控制器中。下载完成后,扫描头执行运动控制,从而控制激光器的开启与关闭。  

激光增益晶体 钒酸盐

激光打标机和雕刻机具有极高的灵活性,能够制作任何类型的标记,包括字母数字、机器可读码(例如DataMatrix码)、图形和徽标,且具有高分辨率和高品质。该工艺属于联系 ,无需任何耗材,并广泛应用于各个制造业领域。

 

激光器 打标的激光器  

 

 

 

纤维

激光器 1微米左右的脉冲光纤激光器 与大多数金属的吸收特性高度匹配,因此通常是这些材料打标和雕刻的首选。此外,脉冲光纤激光器还可以对许多塑料进行打标。 激光器 经济高效的打标解决方案,具有低拥有成本、高可靠性、长寿命、优异的光束质量以及易于实施等特点。脉冲光纤激光打标机主要有两种类型:Q开关型和 MOPA (主振荡器 功率放大器)两种主要类型。Q开关型可产生纳秒 ,其脉冲形状、脉冲宽度和峰值功率随频率变化而变化。 MOPA 则提供更大的灵活性,能够相对独立于频率来选择脉冲形状、持续时间和峰值功率,这对于塑料标记尤为有用。

二氧化碳

激光器 位于远红外区域,约为10微米,与有机材料和塑料的特性高度契合。这使得它们非常适合用于木材的标记和雕刻,以及塑料的雕刻。对于塑料而言,通常缺乏对比度的雕刻标记需要借助环境光或外部光源来观察,这些光线与雕刻深度相互作用,从而与基材形成对比。

Nd:YVO₄

Nd:YVO4 or vanadate lasers are diode-pumped solid-state lasers (DPSS) that offer laser wavelengths around 1 micron, green and UV.  These lasers provide the best mark quality due to excellent beam quality, and very short pulses (<20ns) with high peak power (>20kW).   DPSS lasers, particularly in green, offer excellent laser sources for the semiconductor industry, while UV lasers offer high contrast marks on plastics.

皮秒与飞秒激光器

皮秒和激光器 极短的脉冲持续时间和极高的峰值功率,能够满足对高难度材料或高标准标记的要求。典型应用包括在不产生裂纹的情况下对玻璃进行标记,以及为医疗器械上的不锈钢进行耐腐蚀的暗色标记。

哪些材料可以用激光器进行标记?

激光器 多种材料进行打标,具体选用哪种激光器取决于打标的分辨率、质量、对比度以及预算。

塑料:几乎所有塑料均可使用CO₂、纳秒 或Nd:YVO₄激光器进行标记。   常见材料包括尼龙、PET、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、ABS等,不胜枚举!在许多情况下,标记需要具备对比度,这通常可通过脉冲光纤激光器或Nd:YVO4激光器实现。这些激光器 通过熔化塑料激光器 对比度,形成“发泡”或“碳化”效果,其中碳化标记通常呈浅色,发泡标记则呈深色。  Nd:YVO4激光器提供绿色和紫外光选项,可通过一种称为“漂白”的光化学过程在塑料上产生高表面对比度的标记。此类标记不会改变或改动零件的物理表面。如果对对比度、分辨率和标记质量的要求不那么严格,CO₂激光器 则是一种极具成本效益的激光光源。

金属:可进行标记或雕刻的金属种类繁多,包括不锈钢、碳钢、铝、镍和钛。可以通过多种方式实现对比鲜明的标记效果,例如形成氧化层、重熔表面或直接在表面进行雕刻。 

医疗设备 通常使用黑色或深色标记,这种标记能形成高对比度,且不会影响表面形态。该标记在部件表面无法被触摸到,这一点对于避免污垢或碎屑的积聚——这些积聚物可能成为细菌滋生的温床——至关重要。对于钛材,这种标记可以是蓝色标记,外观非常酷炫! 

对于可重复使用的医疗器械 其黑色或深色标记医疗器械 需要经受钝化处理或高压灭菌的考验。在这种情况下,采用针对部件材料和形状进行工艺优化的皮秒激光器,可生成一种能够经受最严苛的钝化处理以及多次高压灭菌循环的标记。

对于金属雕刻,建议使用高功率激光打标机,通常为50-100W,其功率充足,可在较短的加工周期内实现所需的雕刻深度。

陶瓷和玻璃:玻璃可使用二氧化碳激光器、Nd:YVO₄紫外激光器以及皮秒和飞秒激光器进行标记。激光器的选择取决于标记要求。  激光器 表面或浅层微裂纹来形成标记,通常用于钠钙玻璃(如葡萄酒瓶)。紫外纳秒 激光器 更精细的微裂纹标记,并能在玻璃内部进行深层标记。 飞激光器 极佳的标记质量,能在玻璃内部进行无微裂纹标记,且仅在特定光照条件下可见,非常适合防伪应用。对于陶瓷,通常激光器 Nd:激光器 具体波长取决于标记质量和陶瓷类型,激光器 1微米波长,有时也激光器 绿色波长。

环氧树脂和树脂:此类材料(例如用于电气箱中的材料)通常可使用1微米激光器(光纤或Nd:YVO4激光器)进行标记,从而获得对比度良好的标记。 对于半导体领域,使用1微米或绿色激光器可对由环氧树脂或弹性体制成的集成电路芯片进行标记。在某些SEMI应用中,标记深度必须控制在约10微米,通常使用Nd:激光器来实现。

 

 

激光打标有哪些优势

  1. 激光打标具有诸多优势 
  2. 联系 ——工件不受机械力作用
  3. 永久性标记——字迹不会褪色
  4. 操作简便,轻松实现生产线集成——这款简洁的软件让使用和集成变得像即插即用一样简单
  5. 无需耗材——这是一种环保工艺,无需更换墨水、笔尖或化学药剂
  6. 极其可靠——激光打标机结构极其坚固,技术已相当成熟
  7. 使用寿命长——通常可达数万小时,例如脉冲光纤激光器 运行激光器 远超50,000小时
  8. 几乎可在任何材料上进行标记——金属、塑料、陶瓷、玻璃、环氧树脂
  9. 可标记任何图案:字母数字、机器代码、图形和徽标
  10. 灵活性——动态调整标记尺寸,支持单个或多个部件,静态或动态生成,自定义序列化,数据库递增编码,您想要的功能,它都能实现!
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