详细解析:激光喷码机工作原理

2019-04-24 11:29:55 喷码机

进入2019年之后,激光喷码机在标识设备市场中关注度依然非常高,在环保要求越来越高、客户对于产品标识内容更加重视的今天,作为生产加工企业,如何选择一台合适的激光喷码机就成为了采购热点问题。

在选择激光喷码机之前,如果我们能深入了解学习一下激光喷码机工作原理,对于应用、工作情况、使用效果、后期维护等知识有一些储备,那么将会事半功倍。

下面,上海潜利技术工程师就从激光喷码机原理、激光喷码机分类、激光喷码机特点、市场应用等方面进行深度解析,帮助大家更好认识和理解激光喷码机,大家也可以查看《激光喷码机优缺点》这篇文章从更多维度了解激光机。

一、激光喷码机基本工作原理。

定义:激光打标机(laser marking machine)也称作“激光喷码机”,是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,表层物质的物理蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而"刻"出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字。

LASER 这个词由Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的首字母缩写而来。

L= Light(光): CO2: 10600nm /9300 nm   FIBRE: 1064 nm

A= AMPLIFIED(放大的)

S= STIMULATED(受激发的)

E= EMISSION(发射)

R= RADIATION(辐射、放射物)

功用:可雕刻金属及多种非金属材料。更适合应用于一些要求更精细、精度更高的场合。应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材。

组成:激光喷码机是由五大部分组成的,主要是指激光器、振镜扫描系统、激光软件系统、激光机电源、激光控制系统五大部分。

工作原理小结:

“热加工”具有较高的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。 

“冷加工”具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生"热损伤"副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。

激光是一种具有特定波长的放大光线。好的吸收性 = 好的打标效果。激光包括三大效应:吸收、反射、穿透。

激光喷码机电磁光谱的工作原理解析

激光喷码机工作原理图解

二、激光喷码机的分类。

按照激光器不同,激光喷码机可分为:CO2激光打标机,半导体激光打标机,YAG激光打标机,光纤激光打标机。

按照激光可见度不同分为:紫外激光打标机(不可见)、绿激光打标机(可见激光)、红外激光打标机(不可见激光)。

按照激光喷码机波长不同,可以分为:深紫外激光打标机( 266 nm )、绿激光打标机( 532nm )、灯泵YAG激光打标机(1064nm)、半导体侧泵YAG激光打标机、半导体端泵YAG激光打标机(1064nm )、光纤激光打标机(1064nm)、CO2激光打标机(10.64um)。

激光喷码机在现代工业应用中,主要还是指CO2二氧化碳激光喷码机;光纤激光喷码机;UV紫外激光喷码机这三种类型。

不同类型的激光机打标出来的字符均可以设置为矢量字体或者水晶字体。

激光喷码机分类图解

三、激光喷码机哪些优势特点?

永久性标记,不会因环境因素(触摸、酸性及减性气体、高温、低温等)而消退。

防伪性很强,不容易仿制和更改。

非接触性,以非机械式的"光刀"进行加工,可在任何规则或不规则表面打印标记,且打标后工件不会产生内应力,保证工件的原有精度。对工作表面不产生腐蚀,无"刀具"磨损、无毒害、无污染。

适用性广泛,适用于多种材质的标记加工。

雕刻精度高,图文精细,最小线宽可达0.04mm。标记清晰、持久、美观。

运行成本低,只需AC 220V/50Hz民用电源,无耗材损耗及消费。

加工效率高,激光光束可以高速移动(速度达5~7米/秒),打标过程可在数秒内完成。

开发速度快,由于激光技术和计算机技术的结合,用户只要在计算机上编程即可实现激光打印输出,并可随时变换打印设计。

激光喷码机应用特点

四、激光喷码机在不同行业中的应用效果。

在不同产品上,激光喷码机可以形成不同的打标效果,根据打标效果,我们可以找到适合各自产品的机器类型,方便我们的采购决策。

如下图,在金属和塑料上进行打标,可以实现浅雕、深雕的效果;在金属上可以实现退火、蚀刻的效果,从而实现产品局部的颜色变化、发泡、消融,达到标识的目的。

在学习激光喷码机工作原理时,我们还需要深入了解到激光机的焦距问题,焦距对于激光机来说是非常重要的,安装不同的透镜、可以实现短焦距和长焦距的切换,从而让能量更好的集中在一点,实现精准赋码、用更少的能量,打出更漂亮的内容。

现如今,随着可变二维码的普及,对于激光机我们有了更高的要求,比如稳定性、速度(性能)、可拓展性、以及供应商的服务方面,更多的标准可以对比和衡量一个品牌、一个设备的好坏,在充满竞争的激光机市场中,Kinglee/潜利相信我们能够不断超越自己,更好满足客户需求。

激光喷码机在不同材质上的应用效果图