國內(nèi)激光打標的現(xiàn)狀及發(fā)展前景
2012-12-19
激光打標是在激光焊接、激光熱處理、激光切割、激光打孔等應用技術之后發(fā)展起來的一門新型加工技術，是一種非接觸、無污染、無磨損的新標記工藝。近年來，隨著激光器的可靠性和實用性的提高，加上計算機技術的迅速發(fā)展和光學器件的改進，促進了激光打標技術的發(fā)展。
激光打標是利用高能量密度的激光束對目標作用,使目標表面發(fā)生物理或化學的變化 ,從而獲得可見圖案的標記方式。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。隨著激光束在材料表面有規(guī)律地移動同時控制激光的開斷，激光束也就在材料表面加工成了一個指定的圖案。激光打標與傳統(tǒng)的標記工藝相比有明顯的優(yōu)點：
(1)標記速度快，字跡清晰、永久。
(2)非接觸式加工，污染小，無磨損。
(3)操作方便，防偽功能強。
(4)可以做到高速自動化運行，生產(chǎn)成本低。
目前國內(nèi)的激光打標按其工作方式可分為掩模式打標、陣列式打標和掃描式打標。
1．掩模式打標
掩模式打標又叫投影式打標。掩模式打標系統(tǒng)由激光器、掩模板和成像透鏡組成，其工作原理(如圖1所示)是在一塊模板上，將待打標的數(shù)字、字符、條碼、圖像等雕空，做成掩模，經(jīng)過望遠鏡擴束的激光，均勻的投射在事先做好的掩模板上，光從雕空部分透射。掩模板上的圖形通過透鏡成像到工件（焦面）上。通常每個脈沖即可形成一個標記。受激光輻射的材料表面被迅速加熱汽化或產(chǎn)生化學反應，發(fā)生顏色變化形成可分辨的清晰標記。掩模式打標一般采用CO2激光器和YAG激光器。掩模式打標主要優(yōu)點是一個激光脈沖一次就能打出一個完整的、包括幾種符號的標記，因此打標速度快。對于大批量產(chǎn)品，可在生產(chǎn)線上直接打標。缺點是打標靈活性差，能量利用率低。
2．陣列式打標
陣列式打標系統(tǒng)如圖2所示，它是使用幾臺小型激光器同時發(fā)射脈沖，經(jīng)反射鏡和聚焦透鏡后，使幾個激光脈沖在被打標材料表面上燒蝕（熔化）出大小及深度均勻的小凹坑，每個字符、圖案都是由這些小圓黑凹坑構成的，一般是橫筆劃5個點，豎筆劃7個點，從而形成5×7的陣列。陣列式打標一般采用小功率射頻激勵CO2激光器，其打標速度最高可達6000字符／妙，因而成為高速在線打標的理想選擇，其缺點是只能標記點陣字符，且只能達到5×7的分辨率，對于漢字無能為力。
3．掃描式打標
掃描式打標系統(tǒng)由計算機、激光器和X-Y掃描機構三部分組成，其工作原理是將需要打標的信息輸入計算機，計算機按照事先設計好的程序控制激光器和X-Y掃描機構，使經(jīng)過特殊光學系統(tǒng)變換的高能量激光點在被加工表面上掃描運動，形成標記。
通常X-Y掃描機構有兩種結構形式：一種是機械掃描式，另一種是振鏡掃描式。
（1）機械掃描式
機械掃描式打標系統(tǒng)不是采用通過改變反射鏡的旋轉(zhuǎn)角度去移動光束，而是通過機械的方法對反射鏡進行X-Y坐標的平移，從而改變激光束到達工件的位置，這種打標系統(tǒng)的X-Y掃描機構通常是用繪圖儀改裝（如圖3所示）。其工作過程：激光束經(jīng)過反光鏡①、②轉(zhuǎn)折光路后，再經(jīng)過光筆（聚焦透鏡）③作用射到被加工工件上。其中繪圖儀筆臂④只能帶著反光鏡①和②沿X軸方向來回運動；光筆③連同它上端的反光鏡②（兩者固定在一起）只能沿Y軸方向運動。在計算機的控制下（一般通過并口輸出控制信號），光筆在Y方向上的運動與筆臂 在X方向上的運動合成，可使輸出激光到達平面內(nèi)任意點，從而標刻出任意圖形和文字。
來源 熱像儀 http://m.for815.cn/
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