激光雕刻:它是什么以及它是如何工作的

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激光雕刻:它是什么以及它是如何工作的

2024-07-14 01:03| 来源: 网络整理| 查看: 265

激光雕刻是产品标识和追溯中最流行的激光打标技术。 它涉及使用激光打标机在不同材料上制作永久性标记。 激光雕刻技术非常精确。 因此,它是许多行业(尤其是汽车和航空)中标记零件和产品的首选。

本文解释了在将该技术纳入您的项目之前您需要了解的有关该技术的所有信息。

什么是激光雕刻?激光雕刻文字

该过程涉及使用我们称之为激光雕刻机的激光打标机来汽化几乎任何材料上的特定区域。 因此,它形成的永久标记比零件或产品上的未标记区域具有更高的对比度。

该工艺适用于在零件上标记徽标、条形码、序列号和二维码。 该工艺与激光蚀刻、退火、烧蚀等激光打标技术形成了一套在溯源、标识、产品装饰等方面具有高可靠性的工艺。

简史 激光雕刻

激光雕刻的历史,离不开手工雕刻。 手工雕刻是一个涉及使用尖锐物体(雕刻工具)在零件上刻上标记的过程。 例如,大约 500,000 万年前,石头是雕刻工具。 目前,最古老的手工雕刻零件可追溯到大约 500,000 万年前。

由于技术进步,手工雕刻多年来不断发展。 激光雕刻工艺的开始将以阿尔伯特·爱因斯坦的 LASER 1916 理念及其在 1950 年代的优化为前提。

Theodore Maiman 创造了第一台光学激光器。 戈登·古尔德 (Gordon Gould) 因制造了最初的激光灯而受到赞誉。

当 Western Electrics 于 1965 年制造出第一台激光机时,激光成为钻孔的重要组成部分。然而,直到 2 年 CO1967 激光器问世后,激光才真正用于雕刻。进一步的技术进步导致了其他类型激光机的发展适用于雕刻的机器,例如 UV 和 MOPA 激光刻印机。

激光雕刻是如何工作的?如何激光雕刻

激光雕刻涉及将激光束以合适的功率水平从远处聚焦在零件上。 这会使材料蒸发,在零件上留下永久标记。 调整功率很重要,因为太小会无效,太多会燃烧材料。

激光雕刻过程非常简单。 以下是激光雕刻零件所需执行的步骤:

· 思维

创意是关于标记的外观和适合工作的正确材料的创意。 它需要很高的创造力。 因此,它是激光雕刻工艺中最重要的一步,因为它决定了标记的质量和效率。

构思也非常重要,因为激光雕刻的标记是永久性的。 因此,在完成标记过程后,不容易更改错误的标记。

· 设计标识图像

在计算机程序上设计要标记的图像。 您可以使用 Adobe 插画家, Inkscape中, 轻烧, 的DraftSight及 形状 创建图形设计。 另外,您需要确保机器与设计文件兼容。

· 选择材料

选择与激光雕刻机兼容并与您的设计相得益彰的材料。 通常,激光雕刻机可加工石材、玻璃、塑料和金属等材料。 但是,每种类型都适用于隐蔽的材料清单。 例如,UV 激光刻印机适合塑料,因为它们不会产生高热量(它们是冷激光),而 CO2 激光刻印机则适用于有机材料。

设置机器

雕刻机的设置和类型将其过程彼此分开。 设置激光强度、切割深度、速度、通过次数和线宽,并测试类似的测试材料以查看其效果。 存储反映您想要的最佳设置

· 激光雕刻零件

将材料放入机器中并进行标记。 您可以从机器上取下材料并在标记处清洁它。

材料用于 激光雕刻工艺

激光雕刻工艺与许多材料兼容。 以下是您可以为您的项目考虑的一些。

材料激光雕刻塑料产品

亚克力和 POM 等塑料是常见的激光雕刻材料。 然而,激光的功率必须根据材料的吸收光谱和其他存在的添加剂进行充分调节和调整。 塑料与 CO2 和 UV 激光刻印机更兼容。

金属制品激光雕刻金属标签

金属是人们激光雕刻的最常见材料,因此这个术语 “许多行业的心脏。” 与该工艺兼容的金属示例有不锈钢、金、银、铁和铝。 纤维雕刻机是最适合金属打标的机器。

树木激光雕刻的树林

伍兹也与这个过程兼容。 由于高温,许多人认为它们有火灾隐患。 但是,您可以调整激光刻印机的功率,以便在不着火的情况下雕刻木材。 胶合板、MDF 和硬纸板是您可以使用机器雕刻的流行木质材料。

涂层金属

该工艺也适用于涂层金属,适用于金属涂层的汽化。 这导致涂层的干净去除。

的优缺点 激光雕刻镭雕工艺

激光雕刻以其生产速度快、精度高、适应各种材料等优点,在行业内得到了高度认可。 然而,该过程也有其缺点。 以下是您应该注意的一些优点和缺点。 

它的优点 – 快速的生产过程

这是一个快速的过程,可能需要 3 到 5 分钟,具体取决于材料、设计和激光功率。 由于其速度,该过程在快速制造中很重要。    

– 广泛的材料

它与金属、木材和塑料等许多材料兼容,这与点喷和化学蚀刻等标记系统不同。 这让客户在材料和设计的选择上有更大的自由度。

– 平台精度

激光刻印机具有高精度和准确度,能够在 +/- .01" 内雕刻,但具体精度取决于机器及其组件的类型。 由于精度高,适用于珠宝、医疗、电子行业。

– 重复性

激光打标机因其可重复性而适用于批量打标工艺。 机器的软件存储设计,可以在不同或相同的零件上标记和添加相同的标记。 可重复性确保您拥有更快的周转时间和美观的产品。

– 标记的耐久性

激光雕刻标记具有高对比度,有助于提高可见度并且是永久性的。 因此,它们在不同的环境条件下都很耐用,无论是磨损、高温还是化学品。 这与喷墨打标等打标工艺不同,在喷墨打标中,造成打标的化学物质会在不导电的环境中被洗掉。 由于经久耐用,激光雕刻标记适用于产品标识和可追溯性。

– 环保生产过程

它不需要像喷墨打标那样会污染环境的化学品等耗材。 此外,与点喷丸机不同,它们不会产生任何噪音。 因此,该过程是环保、清洁和节能的。  

– 非接触式打标

作为一种非接触式打标工艺,不存在材料污染和部件物理和机械性能变形的情况。 这不同于针尖敲打材料的点喷和喷墨打标,后者的化学品可能与材料不相容。

缺点 – 需要专业知识

使用激光雕刻机需要专业操作员来充分利用机器的潜力并提供高质量的标记。 对专业知识的高度需求增加了运营成本。 此外,专业知识决定了标记的质量。

– 运维成本高

与其他标记系统机器相比,雕刻机价格昂贵。 它们的维护和运营成本也很高。 因此,这表明使用一个将需要初始和后续投资。 由于运营和维护成本高,建议外包给激光雕刻服务。

– 危险烟雾

机器在打标过程中会排放危险气体和烟雾。 因此,您需要良好的通风和保护系统来确保安全的工作环境。

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5种 激光雕刻 机

您可以在工业上使用五种类型的激光雕刻机。 以下是它们的特性和应用。

光纤激光器

光纤激光器非常强大,功率级别在 20-50 瓦之间。 此外,由于单色光束的高水平过滤,它们具有广泛的材料相容性。 因此,它们是非常受欢迎的打标机。

光纤激光器产生出色的光束,高度耐用,灵活,适合处理复杂的表面。 但是,它们不适用于标记厚表面或反光表面。  

二氧化碳激光器

CO2 激光器的工作波长为 10,600 纳米,具有带振镜控制光束的密封管激光系统。 因此,它们是雕刻有机材料(如木材、玻璃、陶瓷、塑料等)的最合适机器。

它们也可用于金属。 然而,需要用一种特殊的标记剂处理金属,标记后粘在零件上并赋予其永久的高对比度标记。 CO2 激光器虽然有效,但价格昂贵,维护和运营成本高。 由于额外的过程,它们还消耗大量能量并且吞吐量很小。

紫外激光器

紫外线激光使用波长为 355 纳米的紫外线。 它们不会像其他机器那样产生高热量,因此适合雕刻热阈值较低的材料。 它们是电子行业的重要组成部分,用于标记电子产品、电路板和微芯片。  

紫外激光器具有高效的功率使用。 然而,由于功率水平低且产生的热量低,它们在处理金属等材料时的雕刻能力有限。

YAG激光器

YAG 激光器是用于标记薄金属板的紧凑、轻便且流行的机器。 它们适用于标记铝和钢等材料。 与其他雕刻机不同,它们产生低功率激光束。 因此,在打标期间和之后不会出现材料变形。

MOPA激光机

MOPA 激光打标机在设计和外观上类似于光纤激光器。 但是,它们具有不同的内部技术,这在主振荡器功率放大器如何为机器提供高功率效率方面显而易见。

该机器产生高相干光束,该光束在不失去其特性的情况下被放大。 与光纤激光器的 2700KHZ 相比,频率放大到 500KHZ。 MOPA 激光器用途广泛,适用于:

不锈钢上的多色打标阳极氧化铝上的高对比度黑色标记塑料上的高对比度标记。激光打标、激光蚀刻和激光蚀刻之间有什么区别? 激光雕刻?

激光雕刻有时会与激光打标和蚀刻相混淆。 因此,了解这三个过程之间的差异很重要。 以下是三个过程之间的区别:

激光打标与雕刻的区别

激光打标是指使用激光驱动的机器在不同的零件上创建高对比度的标记。 它包括几个过程,包括 激光蚀刻、雕刻、消融和退火。  

激光蚀刻和雕刻之间的区别

激光蚀刻涉及使用激光动力机器熔化和提升材料表面。 与激光雕刻不同,由于需要高能量,只能使用光纤激光打标机。 此外,激光雕刻机将去除大部分材料以形成可辨别的标记,而激光蚀刻将从零件表面去除较小部分(千分之一英寸)

结论

激光雕刻是一种非接触式工艺,可产生精确、永久和高质量的标记。 因此,它是多个行业中产品标识和可追溯性的重要过程。

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