Technologie laserového značení je jednou z největších aplikačních oblastí laserového zpracování. Laserové značení je metoda značení, která využívá laser s vysokou energetickou hustotou k místnímu ozáření obrobku, aby se odpařil povrchový materiál nebo vyvolala chemickou reakci změnu barvy, čímž zanechá trvalou stopu. Laserové značení může vytvářet různé znaky, symboly a vzory atd. a velikost znaků se může pohybovat od milimetrů do mikrometrů, což má zvláštní význam pro ochranu výrobků proti padělání.

Princip laserového kódování

Základní princip laserového značení spočívá v tom, že laserový generátor generuje vysokoenergetický kontinuální laserový paprsek a zaostřený laser působí na tiskový materiál, aby okamžitě roztavil nebo dokonce odpařil povrchový materiál. Řízením dráhy laseru na povrchu materiálu vytváří požadované grafické značky.

Funkce jedna

Bezkontaktní zpracování, lze označit na jakémkoli povrchu speciálního tvaru, obrobek se nedeformuje a nevytváří vnitřní pnutí, vhodné pro značení kovu, plastu, skla, keramiky, dřeva, kůže a dalších materiálů.

Funkce dvě

Téměř všechny díly (jako jsou písty, pístní kroužky, ventily, sedla ventilů, hardwarové nástroje, sanitární keramika, elektronické součástky atd.) lze označit a značky jsou odolné proti opotřebení, výrobní proces lze snadno realizovat automatizací a označené části mají malou deformaci.

Funkce tři

Pro značení se používá metoda skenování, to znamená, že laserový paprsek dopadá na dvě zrcadla a počítačově řízený skenovací motor pohání zrcadla tak, aby se otáčela podél os X a Y. Po zaostření laserového paprsku dopadá na označený obrobek, čímž se vytvoří laserové označení. stopa.

Výhody laserového kódování

01

Extrémně tenký laserový paprsek po laserovém zaostření je jako nástroj, který dokáže bod po bodu odstraňovat povrchový materiál objektu. Jeho pokročilá podstata spočívá v tom, že proces značení je bezkontaktní zpracování, při kterém nedochází k mechanickému vytlačování ani mechanickému namáhání, takže zpracovávaný předmět nepoškodí; Vzhledem k malé velikosti laseru po zaostření, malé tepelně ovlivněné oblasti a jemnému zpracování lze dokončit některé procesy, které nelze dosáhnout běžnými metodami.

02

„Nástroj“ používaný při laserovém zpracování je zaostřený světelný bod. Není potřeba žádné další vybavení a materiály. Dokud může laser pracovat normálně, může být nepřetržitě zpracováván po dlouhou dobu. Rychlost laserového zpracování je vysoká a náklady jsou nízké. Laserové zpracování je automaticky řízeno počítačem a při výrobě není potřeba žádný lidský zásah.

03

Jaký druh informací může laser označit, souvisí pouze s obsahem navrženým v počítači. Dokud to systém značení uměleckých děl navržený v počítači dokáže rozpoznat, může označovací stroj přesně obnovit informace o designu na vhodném nosiči. Funkce softwaru tedy vlastně do značné míry určuje funkci systému.

Při laserové aplikaci pole SMT se návaznost laserového značení provádí především na DPS a destruktivita laseru různých vlnových délek na cínovou maskovací vrstvu DPS je nekonzistentní.

V současnosti se mezi lasery používané při kódování laserů řadí vláknové lasery, ultrafialové lasery, zelené lasery a CO2 lasery. Běžně používané lasery v průmyslu jsou UV lasery a CO2 lasery. Vláknové lasery a zelené lasery jsou relativně méně používané.

vláknový laser

Vláknový pulzní laser se týká druhu laseru vyrobeného pomocí skleněného vlákna dopovaného prvky vzácných zemin (jako je ytterbium) jako médium zisku. Má velmi bohatou úroveň světelné energie. Vlnová délka pulzního vláknového laseru je 1064nm (stejná jako YAG, ale rozdíl je v tom, že pracovním materiálem YAG je neodym) (QCW, kontinuální vláknový laser má typickou vlnovou délku 1060-1080nm, i když QCW je také pulzní laser, ale jeho pulz generační mechanismus je zcela odlišný a vlnová délka je také odlišná), jedná se o blízký infračervený laser. Může být použit pro značení kovových i nekovových materiálů díky vysoké absorpci.

Procesu je dosaženo využitím tepelného efektu laseru na materiál, nebo zahřátím a odpařením povrchového materiálu pro vystavení hlubokých vrstev různých barev, nebo zahřátím mikroskopických fyzikálních změn na povrchu materiálu (jako jsou některé nanometry, deset nanometrů) Kvalitní mikrootvory vytvoří efekt černého tělesa a světlo se může odrážet velmi málo, takže materiál bude vypadat tmavě černý) a jeho odrazivost se výrazně změní nebo prostřednictvím některých chemických reakcí, ke kterým dochází při zahřívání světelnou energií , zobrazí požadované informace, jako je grafika, znaky a QR kódy.

UV laser

Ultrafialový laser je krátkovlnný laser. Obecně se technologie zdvojení frekvence používá k přeměně infračerveného světla (1064nm) emitovaného pevnolátkovým laserem na ultrafialové světlo 355nm (trojnásobná frekvence) a 266nm (čtyřnásobná frekvence). Jeho fotonová energie je velmi velká, což může odpovídat energetickým úrovním některých chemických vazeb (iontové vazby, kovalentní vazby, kovové vazby) téměř všech látek v přírodě a přímo narušovat chemické vazby, což způsobuje, že materiál prochází fotochemickými reakcemi bez zjevných tepelné efekty (jádro, Určité energetické hladiny vnitřních elektronů dokážou absorbovat ultrafialové fotony a následně přenést energii prostřednictvím vibrací mřížky, což má za následek tepelný efekt, ale není to zřejmé), což patří k „studené práci“. Protože neexistuje žádný zřejmý tepelný efekt, nelze UV ​​laser použít pro svařování, obecně používané pro značení a přesné řezání.

Proces UV značení je realizován pomocí fotochemické reakce mezi UV světlem a materiálem, která způsobí změnu barvy. Použitím vhodných parametrů se lze vyhnout zjevnému efektu odstranění na povrchu materiálu, a tak lze označit grafiku a znaky bez zjevného dotyku.

Ačkoli UV lasery mohou označovat kovy i nekovy, kvůli cenovým faktorům se vláknové lasery obecně používají k označování kovových materiálů, zatímco UV lasery se používají k označování výrobků, které vyžadují vysokou kvalitu povrchu a je obtížné je dosáhnout pomocí CO2. vysoká a nízká shoda s CO2.

Zelený laser

Zelený laser je také krátkovlnný laser. Obecně se technologie zdvojení frekvence používá k přeměně infračerveného světla (1064nm) vyzařovaného pevným laserem na zelené světlo při 532nm (dvojitá frekvence). Zelený laser je viditelné světlo a ultrafialový laser je neviditelné světlo. . Zelený laser má velkou fotonovou energii a jeho charakteristiky zpracování za studena jsou velmi podobné ultrafialovému světlu a s ultrafialovým laserem může tvořit různé výběry.

Proces značení zeleným světlem je stejný jako u ultrafialového laseru, který využívá fotochemickou reakci mezi zeleným světlem a materiálem ke změně barvy. Použití vhodných parametrů může zabránit zjevnému efektu odstranění na povrchu materiálu, takže může označit vzor bez zjevného dotyku. Stejně jako u znaků je obecně na povrchu DPS cínová maskovací vrstva, která má obvykle mnoho barev. Zelený laser na to má dobrou odezvu a vyznačená grafika je velmi jasná a jemná.

CO2 laser

CO2 je běžně používaný plynový laser s bohatými hladinami světelné energie. Typická vlnová délka laseru je 9,3 a 10,6 um. Jde o daleký infračervený laser s trvalým výstupním výkonem až desítky kilowattů. K dokončení procesu vysokého značení molekul a jiných nekovových materiálů se obvykle používá CO2 laser s nízkým výkonem. Obecně se CO2 lasery ke značení kovů používají jen zřídka, protože míra absorpce kovů je velmi nízká (k řezání a svařování kovů lze použít vysoce výkonný CO2. Vzhledem k rychlosti absorpce, elektro-optické konverzní rychlosti, optické dráze a údržbě a další faktory, byl postupně nahrazen vláknovými lasery).

Proces značení CO2 je realizován pomocí tepelného účinku laseru na materiál, nebo zahřátím a odpařením povrchového materiálu pro vystavení hlubokých vrstev různobarevných materiálů, nebo světelnou energií zahřátím mikroskopických fyzikálních změn na povrchu materiálu na učinit jej reflexním Dochází k významným změnám nebo určitým chemickým reakcím, ke kterým dochází při zahřívání světelnou energií, a zobrazí se požadovaná grafika, znaky, dvourozměrné kódy a další informace.

CO2 lasery se obecně používají v elektronických součástkách, přístrojích, oděvech, kůži, taškách, botách, knoflíkech, brýlích, medicíně, potravinách, nápojích, kosmetice, obalech, elektrických zařízeních a dalších oborech, které využívají polymerní materiály.

Laserové kódování na materiálech DPS

Shrnutí destruktivní analýzy

Vláknové lasery i CO2 lasery využívají tepelný účinek laseru na materiál k dosažení efektu značení, v podstatě ničí povrch materiálu a vytváří efekt odmítnutí, prosakuje barvu pozadí a vytváří chromatickou aberaci; zatímco ultrafialový laser a zelený laser používají laser k Chemická reakce materiálu způsobí změnu barvy materiálu a pak nevyvolává efekt odmítnutí, tvoří grafiku a znaky bez zjevného dotyku.