La tecnología de marcado láser es una de las mayores áreas de aplicación del procesamiento láser. El marcado láser es un método de marcado que utiliza un láser de alta densidad de energía para irradiar localmente la pieza de trabajo para vaporizar el material de la superficie o provocar una reacción química que cambie de color, dejando así una marca permanente. El marcado láser puede producir una variedad de caracteres, símbolos y patrones, etc., y el tamaño de los caracteres puede variar desde milímetros hasta micrómetros, lo cual es de especial importancia para la lucha contra la falsificación de productos.

Principio de codificación láser.

El principio básico del marcado láser es que un generador láser genera un rayo láser continuo de alta energía y el láser enfocado actúa sobre el material de impresión para derretir o incluso vaporizar instantáneamente el material de la superficie. Al controlar la trayectoria del láser sobre la superficie del material, forma las marcas gráficas requeridas.

Característica uno

Procesamiento sin contacto, se puede marcar en cualquier superficie de forma especial, la pieza de trabajo no se deformará ni generará tensión interna, adecuado para marcar metal, plástico, vidrio, cerámica, madera, cuero y otros materiales.

Característica dos

Casi todas las piezas (como pistones, anillos de pistón, válvulas, asientos de válvulas, herramientas de hardware, artículos sanitarios, componentes electrónicos, etc.) se pueden marcar y las marcas son resistentes al desgaste, el proceso de producción es fácil de automatizar y las partes marcadas tienen poca deformación.

Característica tres

El método de escaneo se utiliza para marcar, es decir, el rayo láser incide sobre los dos espejos y el motor de escaneo controlado por computadora hace que los espejos giren a lo largo de los ejes X e Y respectivamente. Una vez enfocado el rayo láser, incide sobre la pieza de trabajo marcada, formando así una marca láser. rastro.

Ventajas de la codificación láser

01

El rayo láser extremadamente delgado después del enfoque láser es como una herramienta que puede eliminar el material de la superficie del objeto punto por punto. Su naturaleza avanzada es que el proceso de marcado es un procesamiento sin contacto, que no produce extrusión mecánica ni tensión mecánica, por lo que no dañará el artículo procesado; Debido al pequeño tamaño del láser después del enfoque, la pequeña área afectada por el calor y el procesamiento fino, se pueden completar algunos procesos que no se pueden lograr con métodos convencionales.

02

La "herramienta" utilizada en el procesamiento láser es el punto de luz enfocado. No se necesitan equipos ni materiales adicionales. Siempre que el láser pueda funcionar normalmente, se puede procesar de forma continua durante mucho tiempo. La velocidad de procesamiento del láser es rápida y el costo es bajo. El procesamiento láser se controla automáticamente mediante una computadora y no se requiere intervención humana durante la producción.

03

El tipo de información que puede marcar el láser solo está relacionado con el contenido diseñado en la computadora. Siempre que el sistema de marcado de obras de arte diseñado en la computadora pueda reconocerlo, la máquina de marcado puede restaurar con precisión la información del diseño en un soporte adecuado. Por lo tanto, la función del software determina en gran medida la función del sistema.

En la aplicación láser del campo SMT, la trazabilidad del marcado láser se realiza principalmente en la PCB, y la capacidad destructiva del láser de diferentes longitudes de onda para la capa de enmascaramiento de estaño de la PCB es inconsistente.

En la actualidad, los láseres utilizados en la codificación láser incluyen láseres de fibra, láseres ultravioleta, láseres verdes y láseres de CO2. Los láseres más utilizados en la industria son los láseres UV y los láseres de CO2. Los láseres de fibra y los láseres verdes se utilizan relativamente menos.

láser de fibra óptica

El láser de pulso de fibra se refiere a un tipo de láser producido mediante el uso de fibra de vidrio dopada con elementos de tierras raras (como el iterbio) como medio de ganancia. Tiene un nivel de energía luminosa muy rico. La longitud de onda del láser de fibra pulsada es 1064 nm (la misma que la del YAG, pero la diferencia es que el material de trabajo del YAG es neodimio) (QCW, el láser de fibra continua tiene una longitud de onda típica de 1060-1080 nm, aunque QCW también es un láser pulsado, pero su pulso El mecanismo de generación es completamente diferente y la longitud de onda también es diferente), es un láser de infrarrojo cercano. Se puede utilizar para marcar materiales metálicos y no metálicos debido a su alta tasa de absorción.

El proceso se logra utilizando el efecto térmico del láser sobre el material, o calentando y vaporizando el material de la superficie para exponer capas profundas de diferentes colores, o calentando los cambios físicos microscópicos en la superficie del material (como algunos nanómetros, diez nanómetros) Los microagujeros de grado producirán un efecto de cuerpo negro, y la luz se puede reflejar muy poco, haciendo que el material parezca negro oscuro) y su rendimiento reflectante cambiará significativamente, o a través de algunas reacciones químicas que ocurren cuando se calienta con energía luminosa. , mostrará la información requerida, como gráficos, caracteres y códigos QR.

láser ultravioleta

El láser ultravioleta es un láser de longitud de onda corta. Generalmente, la tecnología de duplicación de frecuencia se utiliza para convertir la luz infrarroja (1064 nm) emitida por el láser de estado sólido en luz ultravioleta de 355 nm (frecuencia triple) y 266 nm (frecuencia cuádruple). Su energía fotónica es muy grande, lo que puede igualar los niveles de energía de algunos enlaces químicos (enlaces iónicos, enlaces covalentes, enlaces metálicos) de casi todas las sustancias en la naturaleza, y romper directamente los enlaces químicos, lo que hace que el material experimente reacciones fotoquímicas sin obvias. Efectos térmicos (el núcleo, ciertos niveles de energía de los electrones internos pueden absorber fotones ultravioleta y luego transferir la energía a través de la vibración de la red, lo que resulta en un efecto térmico, pero no es obvio), que pertenece al "trabajo en frío". Debido a que no hay un efecto térmico obvio, el láser UV no se puede usar para soldar, generalmente se usa para marcar y cortar con precisión.

El proceso de marcado UV se realiza mediante el uso de la reacción fotoquímica entre la luz UV y el material para provocar el cambio de color. El uso de parámetros apropiados puede evitar el efecto de eliminación obvio en la superficie del material y, por lo tanto, puede marcar gráficos y caracteres sin un toque obvio.

Aunque los láseres UV pueden marcar tanto metales como no metales, debido a factores de costo, los láseres de fibra se usan generalmente para marcar materiales metálicos, mientras que los láseres UV se usan para marcar productos que requieren una alta calidad superficial y son difíciles de lograr con CO2, formando una coincidencia alta-baja con CO2.

Láser verde

El láser verde también es un láser de longitud de onda corta. Generalmente, se utiliza tecnología de duplicación de frecuencia para convertir la luz infrarroja (1064 nm) emitida por el láser sólido en luz verde a 532 nm (doble frecuencia). El láser verde es luz visible y el láser ultravioleta es luz invisible. . El láser verde tiene una gran energía fotónica y sus características de procesamiento en frío son muy similares a las de la luz ultravioleta, y puede formar una variedad de selecciones con el láser ultravioleta.

El proceso de marcado con luz verde es el mismo que el del láser ultravioleta, que utiliza la reacción fotoquímica entre la luz verde y el material para provocar el cambio de color. El uso de parámetros apropiados puede evitar el efecto de eliminación obvio en la superficie del material, por lo que puede marcar el patrón sin un toque obvio. Al igual que con los caracteres, generalmente hay una capa de enmascaramiento de estaño en la superficie de la PCB, que suele tener muchos colores. El láser verde tiene buena respuesta y los gráficos marcados son muy claros y delicados.

láser de CO2

El CO2 es un láser de gas de uso común con abundantes niveles de energía luminosa. La longitud de onda típica del láser es 9,3 y 10,6 um. Se trata de un láser de infrarrojo lejano con una potencia de salida continua de hasta decenas de kilovatios. Por lo general, se utiliza un láser de CO2 de baja potencia para completar el proceso de alto marcado de moléculas y otros materiales no metálicos. Generalmente, los láseres de CO2 rara vez se usan para marcar metales, porque la tasa de absorción de los metales es muy baja (se puede usar CO2 de alta potencia para cortar y soldar metales. Debido a la tasa de absorción, la tasa de conversión electroóptica, la trayectoria óptica y el mantenimiento y otros factores, se ha utilizado gradualmente para reemplazar los láseres de fibra).

El proceso de marcado con CO2 se realiza utilizando el efecto térmico del láser sobre el material, o calentando y vaporizando el material de la superficie para exponer capas profundas de materiales de diferentes colores, o mediante energía luminosa calentando los cambios físicos microscópicos en la superficie del material para hágalo reflectante Se producen cambios significativos, o ciertas reacciones químicas que ocurren cuando se calienta con energía luminosa, y se muestran los gráficos, caracteres, códigos bidimensionales y otra información requerida.

Los láseres de CO2 se utilizan generalmente en componentes electrónicos, instrumentación, ropa, cuero, bolsos, zapatos, botones, gafas, medicinas, alimentos, bebidas, cosméticos, embalajes, equipos eléctricos y otros campos que utilizan materiales poliméricos.

Codificación láser en materiales PCB

Resumen del análisis destructivo.

Tanto el láser de fibra como el láser de CO2 utilizan el efecto térmico del láser sobre el material para lograr el efecto de marcado, básicamente destruyendo la superficie del material para formar un efecto de rechazo, filtrando el color de fondo y formando una aberración cromática; mientras que el láser ultravioleta y el láser verde utilizan el láser para La reacción química del material hace que el color del material cambie y luego no produce el efecto de rechazo, formando gráficos y caracteres sin un toque obvio.