Die Laserbeschriftungstechnik ist eines der größten Anwendungsgebiete der Laserbearbeitung. Bei der Lasermarkierung handelt es sich um eine Markierungsmethode, bei der ein Laser mit hoher Energiedichte das Werkstück lokal bestrahlt, um das Oberflächenmaterial zu verdampfen oder durch eine chemische Reaktion die Farbe zu ändern und so eine dauerhafte Markierung zu hinterlassen. Bei der Lasermarkierung können eine Vielzahl von Zeichen, Symbolen, Mustern usw. erzeugt werden, wobei die Größe der Zeichen zwischen Millimetern und Mikrometern liegen kann, was für die Produktfälschungssicherheit von besonderer Bedeutung ist.

Prinzip der Laserkodierung

Das Grundprinzip der Lasermarkierung besteht darin, dass ein hochenergetischer kontinuierlicher Laserstrahl von einem Lasergenerator erzeugt wird und der fokussierte Laser auf das Druckmaterial einwirkt, um das Oberflächenmaterial sofort zu schmelzen oder sogar zu verdampfen. Durch die Steuerung des Laserpfads auf der Materialoberfläche werden die erforderlichen grafischen Markierungen erzeugt.

Feature eins

Berührungslose Verarbeitung, kann auf jeder speziell geformten Oberfläche markiert werden, das Werkstück verformt sich nicht und erzeugt keine inneren Spannungen, geeignet zum Markieren von Metall, Kunststoff, Glas, Keramik, Holz, Leder und anderen Materialien.

Feature zwei

Nahezu alle Teile (wie Kolben, Kolbenringe, Ventile, Ventilsitze, Hardware-Werkzeuge, Sanitärartikel, elektronische Komponenten usw.) können markiert werden, und die Markierungen sind verschleißfest, der Produktionsprozess lässt sich leicht automatisieren und Die markierten Teile weisen geringe Verformungen auf.

Feature drei

Zum Markieren wird das Scanverfahren verwendet, das heißt, der Laserstrahl trifft auf die beiden Spiegel und der computergesteuerte Scanmotor treibt die Spiegel an, um sich entlang der X- bzw. Y-Achse zu drehen. Nachdem der Laserstrahl fokussiert ist, trifft er auf das markierte Werkstück und erzeugt so eine Lasermarkierung. verfolgen.

Vorteile der Lasercodierung

01

Der extrem dünne Laserstrahl ist nach der Laserfokussierung wie ein Werkzeug, das das Oberflächenmaterial des Objekts Punkt für Punkt abtragen kann. Sein fortschrittlicher Charakter besteht darin, dass es sich bei dem Markierungsprozess um eine berührungslose Verarbeitung handelt, die weder mechanische Extrusion noch mechanische Belastung erzeugt, sodass der verarbeitete Artikel nicht beschädigt wird. Aufgrund der geringen Größe des Lasers nach der Fokussierung, der kleinen Wärmeeinflussfläche und der Feinbearbeitung können einige Prozesse durchgeführt werden, die mit herkömmlichen Methoden nicht erreicht werden können.

02

Das „Werkzeug“ bei der Laserbearbeitung ist der fokussierte Lichtfleck. Es sind keine zusätzlichen Geräte und Materialien erforderlich. Solange der Laser normal arbeiten kann, kann er über einen langen Zeitraum kontinuierlich bearbeitet werden. Die Laserbearbeitungsgeschwindigkeit ist hoch und die Kosten niedrig. Die Laserbearbeitung wird automatisch von einem Computer gesteuert und während der Produktion ist kein menschliches Eingreifen erforderlich.

03

Welche Art von Informationen der Laser markieren kann, hängt nur von den im Computer entworfenen Inhalten ab. Solange das im Computer entworfene Grafikmarkierungssystem es erkennen kann, kann die Markierungsmaschine die Designinformationen auf einem geeigneten Träger genau wiederherstellen. Daher bestimmt die Funktion der Software tatsächlich zu einem großen Teil die Funktion des Systems.

Bei der Laseranwendung im SMT-Bereich erfolgt die Rückverfolgbarkeit der Lasermarkierung hauptsächlich auf der Leiterplatte, und die Zerstörungswirkung des Lasers unterschiedlicher Wellenlänge auf die Zinnmaskierungsschicht der Leiterplatte ist inkonsistent.

Derzeit werden bei der Lasercodierung Faserlaser, Ultraviolettlaser, grüne Laser und CO2-Laser eingesetzt. Die in der Industrie am häufigsten verwendeten Laser sind UV-Laser und CO2-Laser. Faserlaser und grüne Laser werden relativ selten verwendet.

faseroptischer Laser

Unter Faserpulslaser versteht man eine Art Laser, der unter Verwendung von mit Seltenerdelementen (z. B. Ytterbium) dotierten Glasfasern als Verstärkungsmedium hergestellt wird. Es verfügt über ein sehr reichhaltiges Lichtenergieniveau. Die Wellenlänge des gepulsten Faserlasers beträgt 1064 nm (die gleiche wie bei YAG, aber der Unterschied besteht darin, dass das Arbeitsmaterial von YAG Neodym ist) (QCW, kontinuierlicher Faserlaser hat eine typische Wellenlänge von 1060–1080 nm, obwohl QCW ebenfalls ein gepulster Laser ist, aber sein Puls Da der Erzeugungsmechanismus völlig anders ist und auch die Wellenlänge unterschiedlich ist, handelt es sich um einen Nahinfrarotlaser. Aufgrund der hohen Absorptionsrate kann es zum Markieren von metallischen und nichtmetallischen Materialien verwendet werden.

Der Prozess wird durch die Nutzung der thermischen Wirkung eines Lasers auf das Material oder durch Erhitzen und Verdampfen des Oberflächenmaterials erreicht, um tiefe Schichten unterschiedlicher Farben freizulegen, oder durch Erhitzen der mikroskopischen physikalischen Veränderungen auf der Oberfläche des Materials (z. B. einige Nanometer, (10 Nanometer) Mikrolöcher erzeugen einen Schwarzkörpereffekt, und das Licht kann nur sehr wenig reflektiert werden, wodurch das Material dunkelschwarz erscheint) und seine Reflexionsleistung ändert sich erheblich oder durch einige chemische Reaktionen, die beim Erhitzen durch Lichtenergie auftreten , werden die erforderlichen Informationen wie Grafiken, Zeichen und QR-Codes angezeigt.

UV-Laser

Ultravioletter Laser ist ein kurzwelliger Laser. Im Allgemeinen wird die Frequenzverdopplungstechnologie verwendet, um das vom Festkörperlaser emittierte Infrarotlicht (1064 nm) in ultraviolettes Licht mit 355 nm (dreifache Frequenz) und 266 nm (vierfache Frequenz) umzuwandeln. Seine Photonenenergie ist sehr groß, was den Energieniveaus einiger chemischer Bindungen (ionische Bindungen, kovalente Bindungen, Metallbindungen) fast aller Substanzen in der Natur entsprechen und die chemischen Bindungen direkt aufbrechen kann, was dazu führt, dass das Material photochemische Reaktionen durchläuft, ohne dass dies offensichtlich ist thermische Effekte (Kern, bestimmte Energieniveaus der inneren Elektronen können ultraviolette Photonen absorbieren und dann die Energie durch die Gittervibration übertragen, was zu einem thermischen Effekt führt, der jedoch nicht offensichtlich ist), der zur „Kaltverformung“ gehört. Da es keinen offensichtlichen thermischen Effekt gibt, kann der UV-Laser nicht zum Schweißen verwendet werden, sondern wird im Allgemeinen zum Markieren und Präzisionsschneiden verwendet.

Beim UV-Markierungsprozess wird die photochemische Reaktion zwischen UV-Licht und dem Material genutzt, um eine Farbänderung herbeizuführen. Durch die Verwendung geeigneter Parameter kann der offensichtliche Entfernungseffekt auf der Oberfläche des Materials vermieden und somit Grafiken und Zeichen ohne offensichtliche Berührung markiert werden.

Obwohl UV-Laser aus Kostengründen sowohl Metalle als auch Nichtmetalle markieren können, werden Faserlaser im Allgemeinen zum Markieren von Metallmaterialien verwendet, während UV-Laser zum Markieren von Produkten verwendet werden, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern und mit CO2 nur schwer zu erreichen sind, wodurch ein High-Low-Match mit CO2.

Grüner Laser

Grüner Laser ist ebenfalls ein kurzwelliger Laser. Im Allgemeinen wird die Frequenzverdopplungstechnologie verwendet, um das vom Feststofflaser emittierte Infrarotlicht (1064 nm) in grünes Licht mit 532 nm (doppelte Frequenz) umzuwandeln. Der grüne Laser ist sichtbares Licht und der ultraviolette Laser ist unsichtbares Licht. . Grüner Laser hat eine große Photonenenergie und seine Kaltverarbeitungseigenschaften sind dem ultravioletten Licht sehr ähnlich, und er kann mit ultraviolettem Laser eine Vielzahl von Auswahlmöglichkeiten bilden.

Der Markierungsprozess mit grünem Licht ist derselbe wie beim Ultraviolettlaser, der die photochemische Reaktion zwischen grünem Licht und dem Material nutzt, um eine Farbänderung herbeizuführen. Durch die Verwendung geeigneter Parameter kann der offensichtliche Entfernungseffekt auf der Materialoberfläche vermieden werden, sodass das Muster ohne offensichtliche Berührung markiert werden kann. Wie bei Zeichen befindet sich auf der Oberfläche der Leiterplatte im Allgemeinen eine Zinnmaskierungsschicht, die normalerweise viele Farben aufweist. Der grüne Laser reagiert darauf gut und die markierten Grafiken sind sehr klar und fein.

CO2-Laser

CO2 ist ein häufig verwendeter Gaslaser mit reichlich Lichtenergie. Die typische Laserwellenlänge beträgt 9,3 und 10,6 µm. Es handelt sich um einen Ferninfrarotlaser mit einer kontinuierlichen Ausgangsleistung von bis zu mehreren zehn Kilowatt. Normalerweise wird ein CO2-Laser mit geringer Leistung verwendet, um den Hochleistungsmarkierungsprozess für Moleküle und andere nichtmetallische Materialien abzuschließen. Im Allgemeinen werden CO2-Laser selten zum Markieren von Metallen verwendet, da die Absorptionsrate von Metallen sehr gering ist (CO2 mit hoher Leistung kann zum Schneiden und Schweißen von Metallen verwendet werden). Aufgrund der Absorptionsrate, der elektrooptischen Umwandlungsrate, des optischen Pfads und der Wartung und anderen Faktoren wurde es nach und nach durch Faserlaser ersetzt.

Der CO2-Markierungsprozess wird durch die Nutzung der thermischen Wirkung eines Lasers auf das Material oder durch Erhitzen und Verdampfen des Oberflächenmaterials realisiert, um tiefe Schichten verschiedenfarbiger Materialien freizulegen, oder durch Erhitzen der mikroskopischen physikalischen Veränderungen auf der Oberfläche des Materials durch Lichtenergie Machen Sie es reflektierend. Es treten erhebliche Veränderungen oder bestimmte chemische Reaktionen auf, die beim Erhitzen durch Lichtenergie auftreten, und die erforderlichen Grafiken, Zeichen, zweidimensionalen Codes und andere Informationen werden angezeigt.

CO2-Laser werden im Allgemeinen in elektronischen Bauteilen, Instrumenten, Kleidung, Leder, Taschen, Schuhen, Knöpfen, Brillen, Medikamenten, Lebensmitteln, Getränken, Kosmetika, Verpackungen, Elektrogeräten und anderen Bereichen eingesetzt, in denen Polymermaterialien verwendet werden.

Lasercodierung auf Leiterplattenmaterialien

Zusammenfassung der destruktiven Analyse

Sowohl Faserlaser als auch CO2-Laser nutzen die thermische Wirkung des Lasers auf das Material, um den Markierungseffekt zu erzielen. Dabei wird im Wesentlichen die Oberfläche des Materials zerstört, um einen Ablehnungseffekt zu erzeugen, die Hintergrundfarbe austreten zu lassen und chromatische Aberrationen zu erzeugen. Während der ultraviolette Laser und der grüne Laser den Laser verwenden, um die chemische Reaktion des Materials zu ändern, ändert sich die Farbe des Materials und erzeugt dann keinen Ablehnungseffekt, wodurch Grafiken und Zeichen ohne offensichtliche Berührung entstehen.