La tecnologia de marcatge làser és una de les àrees d'aplicació més grans del processament làser. El marcatge làser és un mètode de marcatge que utilitza un làser d'alta densitat d'energia per irradiar localment la peça per vaporitzar el material superficial o provocar que una reacció química canviï de color, deixant així una marca permanent. El marcatge làser pot produir una varietat de caràcters, símbols i patrons, etc., i la mida dels caràcters pot variar des de mil·límetres fins a micròmetres, la qual cosa té una importància especial per a la lluita contra la falsificació de productes.

Principi de codificació làser

El principi bàsic del marcatge làser és que un generador làser genera un raig làser continu d'alta energia i el làser enfocat actua sobre el material d'impressió per fondre o fins i tot vaporitzar instantàniament el material superficial. En controlar el recorregut del làser a la superfície del material, forma les marques gràfiques requerides.

Característica una

Processament sense contacte, es pot marcar a qualsevol superfície de forma especial, la peça no es deformarà i generarà estrès intern, adequat per marcar metall, plàstic, vidre, ceràmica, fusta, cuir i altres materials.

Característica dos

Gairebé totes les peces (com ara pistons, anells de pistons, vàlvules, seients de vàlvules, eines de maquinari, articles sanitaris, components electrònics, etc.) es poden marcar, i les marques són resistents al desgast, el procés de producció és fàcil d'automatitzar i les parts marcades tenen poca deformació.

Característica tres

El mètode d'escaneig s'utilitza per marcar, és a dir, el raig làser incideix sobre els dos miralls i el motor d'escaneig controlat per ordinador fa que els miralls giren al llarg dels eixos X i Y respectivament. Un cop enfocat el raig làser, cau sobre la peça de treball marcada, formant així un marcatge làser. traça.

Avantatges de la codificació làser

01

El feix làser extremadament prim després de l'enfocament làser és com una eina, que pot eliminar el material superficial de l'objecte punt per punt. La seva naturalesa avançada és que el procés de marcatge és un processament sense contacte, que no produeix extrusió mecànica ni tensió mecànica, de manera que no danyarà l'article processat; A causa de la petita mida del làser després de l'enfocament, la petita àrea afectada per la calor i el processament fi, es poden completar alguns processos que no es poden aconseguir amb mètodes convencionals.

02

La "eina" utilitzada en el processament làser és el punt de llum enfocat. No calen equips ni materials addicionals. Mentre el làser pugui funcionar amb normalitat, es pot processar contínuament durant molt de temps. La velocitat de processament làser és ràpida i el cost és baix. El processament làser està controlat automàticament per un ordinador i no cal intervenció humana durant la producció.

03

El tipus d'informació que pot marcar el làser només està relacionada amb el contingut dissenyat a l'ordinador. Sempre que el sistema de marcatge d'obres d'art dissenyat a l'ordinador pugui reconèixer-lo, la màquina de marcatge pot restaurar amb precisió la informació del disseny en un suport adequat. Per tant, la funció del programari en realitat determina la funció del sistema en gran mesura.

En l'aplicació làser del camp SMT, la traçabilitat del marcatge làser es realitza principalment al PCB, i la destructivitat del làser de diferents longituds d'ona a la capa d'emmascarament d'estany de PCB és inconsistent.

Actualment, els làsers utilitzats en la codificació làser inclouen làsers de fibra, làsers ultraviolats, làsers verds i làsers de CO2. Els làsers més utilitzats a la indústria són els làsers UV i els làsers CO2. Els làsers de fibra i els làsers verds s'utilitzen relativament menys.

làser de fibra òptica

El làser de pols de fibra es refereix a un tipus de làser produït mitjançant l'ús de fibra de vidre dopada amb elements de terres rares (com l'iterbi) com a mitjà de guany. Té un nivell d'energia lluminosa molt ric. La longitud d'ona del làser de fibra polsada és de 1064 nm (la mateixa que YAG, però la diferència és que el material de treball de YAG és neodimi) (QCW, làser de fibra contínua té una longitud d'ona típica de 1060-1080 nm, tot i que QCW també és un làser polsat, però el seu pols). El mecanisme de generació és completament diferent i la longitud d'ona també és diferent), és un làser d'infraroig proper. Es pot utilitzar per marcar materials metàl·lics i no metàl·lics a causa de l'alta taxa d'absorció.

El procés s'aconsegueix utilitzant l'efecte tèrmic del làser sobre el material, o escalfant i vaporitzant el material superficial per exposar capes profundes de diferents colors, o escalfant els canvis físics microscòpics a la superfície del material (com alguns nanòmetres, deu nanòmetres) Els micro-forats de grau produiran un efecte de cos negre i la llum es pot reflectir molt poc, fent que el material sembli negre fosc) i el seu rendiment reflectant canviarà significativament, o a través d'algunes reaccions químiques que es produeixen quan s'escalfa per l'energia de la llum. , mostrarà la informació necessària, com ara gràfics, caràcters i codis QR.

làser UV

El làser ultraviolat és un làser de longitud d'ona curta. En general, la tecnologia de duplicació de freqüència s'utilitza per convertir la llum infraroja (1064 nm) emesa pel làser d'estat sòlid en llum ultraviolada de 355 nm (freqüència triple) i 266 nm (freqüència quàdruple). La seva energia fotònica és molt gran, la qual cosa pot coincidir amb els nivells d'energia d'alguns enllaços químics (enllaços iònics, enllaços covalents, enllaços metàl·lics) de gairebé totes les substàncies de la natura, i trencar directament els enllaços químics, fent que el material sofreixi reaccions fotoquímiques sense ser evident. efectes tèrmics (nucli, certs nivells d'energia dels electrons interiors poden absorbir fotons ultraviolats i després transferir l'energia a través de la vibració de la gelosia, donant lloc a un efecte tèrmic, però no és obvi), que pertany al "treball en fred". Com que no hi ha cap efecte tèrmic evident, el làser UV no es pot utilitzar per a la soldadura, generalment s'utilitza per marcar i tallar de precisió.

El procés de marcatge UV es realitza utilitzant la reacció fotoquímica entre la llum UV i el material per fer que el color canviï. L'ús de paràmetres adequats pot evitar l'efecte d'eliminació evident a la superfície del material i, per tant, pot marcar gràfics i caràcters sense un toc evident.

Tot i que els làsers UV poden marcar tant metalls com no metalls, a causa dels factors de cost, els làsers de fibra s'utilitzen generalment per marcar materials metàl·lics, mentre que els làsers UV s'utilitzen per marcar productes que requereixen una gran qualitat superficial i són difícils d'aconseguir amb CO2, formant un coincidència alt-baix amb CO2.

Làser verd

El làser verd també és un làser de longitud d'ona curta. En general, la tecnologia de duplicació de freqüència s'utilitza per convertir la llum infraroja (1064 nm) emesa pel làser sòlid en llum verda a 532 nm (doble freqüència). El làser verd és llum visible i el làser ultraviolat és llum invisible. . El làser verd té una gran energia fotogràfica i les seves característiques de processament en fred són molt similars a la llum ultraviolada i pot formar una varietat de seleccions amb làser ultraviolat.

El procés de marcatge de llum verda és el mateix que el làser ultraviolat, que utilitza la reacció fotoquímica entre la llum verda i el material per fer que el color canviï. L'ús de paràmetres adequats pot evitar l'efecte d'eliminació evident a la superfície del material, de manera que pot marcar el patró sense un toc evident. Igual que amb els personatges, generalment hi ha una capa d'emmascarament d'estany a la superfície del PCB, que sol tenir molts colors. El làser verd té una bona resposta i els gràfics marcats són molt clars i delicats.

làser de CO2

El CO2 és un làser de gas d'ús comú amb abundants nivells d'energia lluminosa. La longitud d'ona del làser típica és de 9,3 i 10,6 um. És un làser d'infraroig llunyà amb una potència de sortida contínua de fins a desenes de quilowatts. Normalment s'utilitza un làser de CO2 de baixa potència per completar el procés de marcatge alt per a molècules i altres materials no metàl·lics. En general, els làsers de CO2 s'utilitzen poques vegades per marcar metalls, perquè la taxa d'absorció dels metalls és molt baixa (el CO2 d'alta potència es pot utilitzar per tallar i soldar metalls. A causa de la taxa d'absorció, la taxa de conversió electro-òptica, la ruta òptica i el manteniment). i altres factors, ha estat utilitzat gradualment pels làsers de fibra).

El procés de marcatge de CO2 es realitza mitjançant l'ús de l'efecte tèrmic del làser sobre el material, o escalfant i vaporitzant el material superficial per exposar capes profundes de diferents materials de colors, o mitjançant l'energia de la llum escalfant els canvis físics microscòpics a la superfície del material. feu que sigui reflectant Es produeixen canvis significatius o determinades reaccions químiques que es produeixen quan s'escalfa per l'energia de la llum, i es mostren els gràfics, caràcters, codis bidimensionals i altra informació requerits.

Els làsers de CO2 s'utilitzen generalment en components electrònics, instrumentació, roba, cuir, bosses, sabates, botons, ulleres, medicaments, aliments, begudes, cosmètics, envasos, equips elèctrics i altres camps que utilitzen materials polimèrics.

Codificació làser en materials PCB

Resum de l'anàlisi destructiva

Els làsers de fibra i els làsers de CO2 utilitzen l'efecte tèrmic del làser sobre el material per aconseguir l'efecte de marcatge, bàsicament destruint la superfície del material per formar un efecte de rebuig, filtrant el color de fons i formant aberració cromàtica; mentre que el làser ultraviolat i el làser verd utilitzen el làser per La reacció química del material fa que el color del material canviï, i després no produeix l'efecte de rebuig, formant gràfics i personatges sense un toc evident.