فناوری علامت گذاری لیزری یکی از بزرگترین حوزه های کاربردی پردازش لیزر است. علامت گذاری لیزری یک روش علامت گذاری است که از لیزر با چگالی پرانرژی برای تابش موضعی قطعه کار برای تبخیر مواد سطح یا ایجاد یک واکنش شیمیایی برای تغییر رنگ استفاده می کند و در نتیجه یک علامت دائمی باقی می ماند. علامت گذاری لیزری می تواند انواع کاراکترها، نمادها و الگوها و غیره را تولید کند و اندازه کاراکترها می تواند از میلی متر تا میکرومتر متغیر باشد که برای ضد جعل محصول از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

اصل کدگذاری لیزری

اصل اساسی علامت گذاری لیزری این است که یک پرتو لیزر پیوسته با انرژی بالا توسط یک ژنراتور لیزری تولید می شود و لیزر متمرکز بر روی مواد چاپی عمل می کند تا فوراً مواد سطح را ذوب یا حتی تبخیر کند. با کنترل مسیر لیزر بر روی سطح مواد، علائم گرافیکی مورد نیاز را تشکیل می دهد.

ویژگی یک

پردازش بدون تماس، می تواند بر روی هر سطح خاص علامت گذاری شود، قطعه کار تغییر شکل نمی دهد و استرس داخلی ایجاد نمی کند، مناسب برای علامت گذاری فلز، پلاستیک، شیشه، سرامیک، چوب، چرم و سایر مواد.

ویژگی دو

تقریباً تمام قطعات (مانند پیستون ها، رینگ های پیستون، سوپاپ ها، صندلی های سوپاپ، ابزارهای سخت افزاری، لوازم بهداشتی، قطعات الکترونیکی و غیره) را می توان علامت گذاری کرد، و علائم مقاوم در برابر سایش هستند، فرآیند تولید به راحتی قابل اتوماسیون است و قطعات مشخص شده تغییر شکل کمی دارند.

ویژگی سه

از روش اسکن برای علامت گذاری استفاده می شود، یعنی پرتو لیزر بر روی دو آینه برخورد می کند و موتور اسکن کنترل شده توسط کامپیوتر، آینه ها را به ترتیب در امتداد محورهای X و Y می چرخاند. پس از اینکه پرتو لیزر متمرکز شد، روی قطعه کار مشخص شده می افتد و در نتیجه یک علامت لیزری تشکیل می شود. ردیابی

مزایای کدگذاری لیزری

01

پرتو لیزر بسیار نازک پس از فوکوس لیزری مانند ابزاری است که می تواند مواد سطح جسم را نقطه به نقطه حذف کند. ماهیت پیشرفته آن این است که فرآیند علامت گذاری پردازش غیر تماسی است، که اکستروژن مکانیکی یا تنش مکانیکی ایجاد نمی کند، بنابراین به محصول پردازش شده آسیب نمی رساند. با توجه به اندازه کوچک لیزر پس از فوکوس، ناحیه کوچک متاثر از حرارت و پردازش خوب، برخی از فرآیندهایی که با روش‌های مرسوم قابل دستیابی نیستند را می‌توان تکمیل کرد.

02

"ابزار" مورد استفاده در پردازش لیزر، نقطه نور متمرکز است. هیچ تجهیزات و مواد اضافی مورد نیاز نیست. تا زمانی که لیزر بتواند به طور معمول کار کند، می توان آن را برای مدت طولانی به طور مداوم پردازش کرد. سرعت پردازش لیزر سریع و هزینه کم است. پردازش لیزری به طور خودکار توسط کامپیوتر کنترل می شود و در طول تولید نیازی به دخالت انسانی نیست.

03

اینکه لیزر چه نوع اطلاعاتی را می تواند علامت گذاری کند فقط به محتوای طراحی شده در کامپیوتر مربوط می شود. تا زمانی که سیستم علامت گذاری آثار هنری طراحی شده در رایانه بتواند آن را تشخیص دهد، ماشین علامت گذاری می تواند اطلاعات طراحی را به دقت بر روی یک حامل مناسب بازیابی کند. بنابراین عملکرد نرم افزار در واقع تا حدود زیادی عملکرد سیستم را تعیین می کند.

در کاربرد لیزری میدان SMT، قابلیت ردیابی علامت گذاری لیزر عمدتاً بر روی PCB انجام می شود و مخرب بودن لیزر با طول موج های مختلف به لایه پوشش قلع PCB ناسازگار است.

در حال حاضر لیزرهای مورد استفاده در کدگذاری لیزری شامل لیزرهای فیبر، لیزر فرابنفش، لیزر سبز و لیزر CO2 می باشد. لیزرهای رایج در صنعت لیزر UV و لیزر CO2 هستند. لیزرهای فیبر و لیزرهای سبز نسبتا کمتر مورد استفاده قرار می گیرند.

لیزر فیبر نوری

لیزر پالس فیبر به نوعی لیزر اطلاق می شود که با استفاده از فیبر شیشه ای آغشته به عناصر خاکی کمیاب (مانند ایتربیوم) به عنوان محیط افزایش تولید می شود. سطح انرژی نورانی بسیار غنی دارد. طول موج لیزر فیبر پالسی 1064 نانومتر است (همانند YAG، اما تفاوت مواد کار YAG نئودیمیم است) (QCW، لیزر فیبر پیوسته دارای طول موج معمولی 1060-1080 نانومتر است، اگرچه QCW نیز یک لیزر پالسی است، اما پالس آن است. مکانیسم تولید کاملاً متفاوت است، و طول موج نیز متفاوت است)، این یک لیزر مادون قرمز نزدیک است. به دلیل سرعت جذب بالا می توان از آن برای علامت گذاری مواد فلزی و غیر فلزی استفاده کرد.

این فرآیند با استفاده از اثر حرارتی لیزر بر روی ماده، یا با حرارت دادن و تبخیر کردن مواد سطحی برای افشای لایه‌های عمیق رنگ‌های مختلف، یا با گرم کردن تغییرات فیزیکی میکروسکوپی روی سطح ماده (مانند برخی از نانومترها، ده نانومتر) ریز سوراخ‌های درجه یک اثر جسم سیاه ایجاد می‌کنند، و نور می‌تواند بسیار کم منعکس شود، و باعث می‌شود که ماده سیاه تیره به نظر برسد) و عملکرد بازتابی آن به‌طور قابل‌توجهی تغییر می‌کند یا از طریق برخی واکنش‌های شیمیایی که هنگام گرم شدن با انرژی نور رخ می‌دهند. ، اطلاعات مورد نیاز مانند گرافیک، کاراکترها و کدهای QR را نشان می دهد.

لیزر UV

لیزر فرابنفش یک لیزر با طول موج کوتاه است. به طور کلی، فناوری دو برابر کردن فرکانس برای تبدیل نور مادون قرمز (1064 نانومتر) ساطع شده توسط لیزر حالت جامد به نور فرابنفش 355 نانومتر (فرکانس سه گانه) و 266 نانومتر (فرکانس چهارگانه) استفاده می شود. انرژی فوتون آن بسیار زیاد است که می تواند با سطوح انرژی برخی از پیوندهای شیمیایی (پیوندهای یونی، پیوندهای کووالانسی، پیوندهای فلزی) تقریباً تمام مواد موجود در طبیعت مطابقت داشته باشد و مستقیماً پیوندهای شیمیایی را بشکند و باعث شود که مواد بدون آشکار شدن، تحت واکنش های فتوشیمیایی قرار گیرند. اثرات حرارتی (هسته، سطوح انرژی خاصی از الکترون‌های داخلی می‌تواند فوتون‌های فرابنفش را جذب کند و سپس انرژی را از طریق ارتعاش شبکه منتقل کند و در نتیجه یک اثر حرارتی ایجاد شود، اما واضح نیست)، که متعلق به "کار سرد" است. از آنجایی که هیچ اثر حرارتی آشکاری وجود ندارد، لیزر UV را نمی توان برای جوشکاری استفاده کرد، به طور کلی برای علامت گذاری و برش دقیق استفاده می شود.

فرآیند علامت گذاری UV با استفاده از واکنش فتوشیمیایی بین نور UV و ماده برای تغییر رنگ انجام می شود. استفاده از پارامترهای مناسب می تواند از اثر حذف آشکار بر روی سطح ماده جلوگیری کند و در نتیجه می تواند گرافیک ها و کاراکترها را بدون لمس واضح علامت گذاری کند.

اگرچه لیزرهای UV می توانند هم فلزات و هم غیرفلزات را علامت گذاری کنند، به دلیل عوامل هزینه، لیزرهای فیبر به طور کلی برای علامت گذاری مواد فلزی استفاده می شود، در حالی که لیزرهای UV برای علامت گذاری محصولاتی که نیاز به کیفیت سطح بالایی دارند و بدست آوردن آنها با CO2 دشوار است، استفاده می شود. تطابق زیاد کم با CO2.

لیزر سبز

لیزر سبز نیز یک لیزر با طول موج کوتاه است. به طور کلی، فناوری دوبرابر فرکانس برای تبدیل نور مادون قرمز (1064 نانومتر) ساطع شده توسط لیزر جامد به نور سبز در 532 نانومتر (فرکانس دوگانه) استفاده می شود. لیزر سبز نور مرئی و لیزر فرابنفش نور نامرئی است. . لیزر سبز دارای انرژی فوتون زیادی است و ویژگی های پردازش سرد آن بسیار شبیه به نور ماوراء بنفش است و می تواند انتخاب های مختلفی را با لیزر ماوراء بنفش تشکیل دهد.

فرآیند علامت گذاری نور سبز مانند لیزر فرابنفش است که از واکنش فتوشیمیایی بین نور سبز و ماده برای تغییر رنگ استفاده می کند. استفاده از پارامترهای مناسب می تواند از اثر حذف آشکار بر روی سطح مواد جلوگیری کند، بنابراین می تواند بدون لمس واضح الگو را علامت گذاری کند. مانند کاراکترها، به طور کلی یک لایه پوشاننده قلع روی سطح PCB وجود دارد که معمولاً رنگ های زیادی دارد. لیزر سبز پاسخ خوبی به آن دارد و گرافیک مشخص شده بسیار واضح و ظریف است.

لیزر CO2

CO2 یک لیزر گازی متداول با سطوح انرژی نورانی فراوان است. طول موج لیزر معمولی 9.3 و 10.6um است. این یک لیزر مادون قرمز دور با توان خروجی پیوسته تا ده ها کیلووات است. معمولاً برای تکمیل فرآیند علامت گذاری بالا برای مولکول ها و سایر مواد غیرفلزی از لیزر کم مصرف CO2 استفاده می شود. به طور کلی، لیزر CO2 به ندرت برای علامت گذاری فلزات استفاده می شود، زیرا نرخ جذب فلزات بسیار پایین است (CO2 با قدرت بالا می تواند برای برش و جوش فلزات استفاده شود. به دلیل نرخ جذب، نرخ تبدیل الکترواپتیکی، مسیر نوری و نگهداری و سایر عوامل، به تدریج توسط لیزرهای فیبر استفاده شده است.

فرآیند علامت گذاری CO2 با استفاده از اثر حرارتی لیزر بر روی مواد، یا با حرارت دادن و تبخیر کردن مواد سطحی برای افشای لایه‌های عمیق مواد رنگی مختلف، یا با گرم کردن انرژی نور، تغییرات فیزیکی میکروسکوپی روی سطح ماده انجام می‌شود. آن را انعکاسی کند تغییرات قابل توجهی رخ می دهد یا واکنش های شیمیایی خاصی که هنگام گرم شدن توسط انرژی نور رخ می دهد و گرافیک، کاراکترها، کدهای دو بعدی و سایر اطلاعات مورد نیاز نمایش داده می شود.

لیزرهای CO2 به طور کلی در قطعات الکترونیکی، ابزار دقیق، لباس، چرم، کیف، کفش، دکمه، عینک، دارو، غذا، نوشیدنی، لوازم آرایشی، بسته بندی، تجهیزات الکتریکی و سایر زمینه هایی که از مواد پلیمری استفاده می شود استفاده می شود.

کدگذاری لیزری بر روی مواد PCB

خلاصه تحلیل های مخرب

لیزرهای فیبر و لیزرهای CO2 هر دو از اثر حرارتی لیزر بر روی مواد برای رسیدن به اثر علامت‌گذاری استفاده می‌کنند، اساساً سطح ماده را تخریب می‌کنند تا یک اثر رد شدن ایجاد کند، رنگ پس‌زمینه را نشت می‌کند و انحراف رنگی ایجاد می‌کند. در حالی که لیزر ماوراء بنفش و لیزر سبز از لیزر استفاده می کنند تا واکنش شیمیایی ماده باعث تغییر رنگ ماده شود و سپس اثر رد ایجاد نمی کند و بدون لمس آشکار، گرافیک و کاراکتر را تشکیل می دهد.