雷射刻印基於強大的雷射脈衝。雷射脈衝的功率密度非常高,會熔化或氣化加工材料。在固體材料上進行刻印時,雷射束照射到固體材料的表面,透過去除材料產生刻痕,即刻印。
雷射標識 技術
雷射標識代表著利用雷射技術對標記材料進行標記的過程。在進行雷射標識期間,聚焦雷射光束被引導至應標記的零件上方。雷射光束的能量作用到零件上會引發反應,留下耐磨的永久性標記。視材料而異,有多種選項可用來建立基質材料所需的對比度。針對各個應用選擇正確的標識工藝至關重要。
您的優勢
- 材料選擇極為多樣化,包括鋁、不鏽鋼、塑膠和薄膜,適用於不同的應用領域
- 無需油墨、色帶或墨粉,該工藝可節省耗材
- 標記堅固持久,因為雷射標記直接建立在基質材料中
- 解析度達 500 dpi,列印圖像品質高
- 採用光纖雷射器,維護需求低,維修便捷
雷射
雷射器根據其雷射介質的熱力學聚集狀態進行分類。雷射介質是指適合透過受激發射產生雷射束的材料。除了泵浦源和諧振器之外,雷射介質對雷射的波長、功率和脈衝特性也有決定性影響。雷射介質可以是氣態、液態和固體物質。根據待標記材料的特性,波長和雷射器類型的選擇至關重要。
此外,雷射器還可根據其工作模式加以區分。連續波雷射器發射的是強度相同的恆定光波,而脈衝雷射器產生的是脈衝輻射,在雷射功率相同的情況下能達到更高的能量峰值。因此,金屬材料主要使用脈衝雷射器打標,因為它們需要更高的能量密度。而有機材料則採用連續雷射束進行加工。
雷射器類型總覽 根據待標記的材質確定正確的雷射器類型
標記材料的成分各有不同,只能吸收特定波長的光。因此,給金屬材料標識所需的波長與給木質材料標識所需的波長不同。一種雷射器只產生一種波長,因此必須根據要標記的材質來選擇雷射器類型。
Yb:YAG 雷射 | CO₂ 雷射 | UV 雷射 | |
---|---|---|---|
雷射類型 | |||
雷射介質 | 固體 | 氣體 | 液體 |
雷射波長 | 1064 nm | 10.6 µm | 355 nm |
待標記的材質 | 特別適合用於在塑膠、鋼和鋁材上進行高對比度標記 | 木材、皮革、玻璃或石材等非金屬材料 | 特別適合用於敏感材料 |
光纖雷射器
菲尼克斯電氣的 TOPMARK NEO 雷射打標機是一款光纖雷射器。這是一種特殊形式的固態雷射器。固態雷射器中的活性介質是摻雜有其他物質的玻璃或晶體。主晶體中含有一定濃度的異質離子(摻雜)。典型的摻雜材質為釹、鐿、鈦和鉺。TOPMARK NEO 的活性介質是摻有鐿離子的玻纖。脈衝式鐿光纖雷射器將多個泵浦雷射二極體的輻射饋送到一個單耦合光學器件中。雷射束從摻有鐿離子的玻纖中段射出後,進入光纖。然後,一個特殊的光學器件將輻射聚焦。雷射輻射穿過雷射作用光纖,由於其長度較長,因此放大率非常高。此外,光纖雷射器還具有很高的電光效率和出色的光束品質。由於波長較短,這類雷射可以聚焦在一個較小的表面上,進而實現比 CO₂ 雷射更高的解析度。
雷射技術的標記原理 視材料而異,有多種選項可用來建立基質材料所需的對比度。
在透過燒蝕材料表層進行刻印的工藝中,材料表層被雷射燒蝕後,下層基材出現,形成對比效果,從而進行標記。這種工藝通常用於陽極氧化鋁、漆塗層或特殊雷射標記膜。
使用退火標記工藝時,利用雷射器在工件上形成一層氧化層。氧化層的顏色視溫度而定。在此過程中,不會去除任何材料,因此工件表面保持光滑平整。
這種工藝透過熔化材料來製作標識。碳化適用於淺色塑膠,因為碳化會使材料顏色變深。相比之下,發泡工藝會在塑膠中形成小氣泡,這些氣泡會反射光線,從而在深色塑膠上形成淺色標識。
在雷射標記之後,可以利用雷射光束切割製成不同的輪廓形狀。雷射能夠持續地將材料製成所需形狀,並且將零件完全分離。
吸塵
使用雷射器進行標識時,會產生灰塵和氣體。必須將這些灰塵和氣體從加工室清除,才能保證持續高品質作業。而鑑於應確保職業健康,必須針對各個應用採取合適的吸塵措施。為了盡可能實現最佳抽吸功效,建議結合使用不同等級的過濾器。
依據顆粒物大小,過濾器等級可分類如下:
- 粗粒過濾器(顆粒 > 10 µm)
- 微粒過濾器(顆粒 1 µm 至 10 µm)
- HEPA 過濾器(顆粒 < 1 µm)
理想情況下,加工室內的空氣首先要採用不同的微粒過濾器進行預過濾。第二步,使用 HEPA 過濾器,將細小顆粒從空氣中過濾掉, 從而達到 99.9 % 以上的除塵效率。