Teknologi penandaan laser adalah salah satu bidang penerapan pemrosesan laser terbesar. Penandaan laser adalah metode penandaan yang menggunakan laser dengan kepadatan energi tinggi untuk menyinari benda kerja secara lokal untuk menguapkan material permukaan atau menyebabkan reaksi kimia berubah warna, sehingga meninggalkan bekas permanen. Penandaan laser dapat menghasilkan berbagai karakter, simbol dan pola, dll., dan ukuran karakter dapat berkisar dari milimeter hingga mikrometer, yang sangat penting untuk anti-pemalsuan produk.

Prinsip pengkodean laser

Prinsip dasar penandaan laser adalah sinar laser kontinu berenergi tinggi dihasilkan oleh generator laser, dan laser terfokus bekerja pada bahan pencetakan untuk langsung melelehkan atau bahkan menguapkan bahan permukaan. Dengan mengontrol jalur laser pada permukaan material, maka terbentuklah tanda grafis yang diperlukan.

Fitur satu

Pemrosesan non-kontak, dapat ditandai pada permukaan berbentuk khusus apa pun, benda kerja tidak akan berubah bentuk dan menimbulkan tekanan internal, cocok untuk menandai logam, plastik, kaca, keramik, kayu, kulit, dan bahan lainnya.

Fitur dua

Hampir semua bagian (seperti piston, ring piston, katup, dudukan katup, perkakas perangkat keras, perlengkapan saniter, komponen elektronik, dll.) dapat ditandai, dan tanda tersebut tahan aus, proses produksi mudah untuk diotomatisasi, dan bagian yang ditandai memiliki sedikit deformasi.

Fitur ketiga

Metode pemindaian digunakan untuk penandaan, yaitu sinar laser mengenai dua cermin, dan motor pemindai yang dikendalikan komputer menggerakkan cermin untuk berputar sepanjang sumbu X dan Y. Setelah sinar laser terfokus, sinar tersebut jatuh pada benda kerja yang ditandai, sehingga membentuk penandaan laser. jejak.

Keuntungan dari pengkodean laser

01

Sinar laser yang sangat tipis setelah pemfokusan laser seperti sebuah alat yang dapat menghilangkan material permukaan suatu objek titik demi titik. Sifat lanjutannya adalah proses penandaannya adalah pemrosesan non-kontak, yang tidak menghasilkan ekstrusi mekanis atau tekanan mekanis, sehingga tidak akan merusak barang yang diproses; Karena ukuran laser yang kecil setelah pemfokusan, area yang terkena panas kecil, dan pemrosesan yang halus, beberapa proses yang tidak dapat dicapai dengan metode konvensional dapat diselesaikan.

02

“Alat” yang digunakan dalam pemrosesan laser adalah titik cahaya yang terfokus. Tidak diperlukan peralatan dan bahan tambahan. Selama laser dapat bekerja secara normal, maka dapat diproses terus menerus dalam waktu yang lama. Kecepatan pemrosesan laser cepat dan biayanya rendah. Pemrosesan laser secara otomatis dikontrol oleh komputer, dan tidak diperlukan campur tangan manusia selama produksi.

03

Jenis informasi yang dapat ditandai oleh laser hanya terkait dengan konten yang dirancang di komputer. Selama sistem penandaan karya seni yang dirancang di komputer dapat mengenalinya, mesin penandaan dapat secara akurat mengembalikan informasi desain pada media yang sesuai. Oleh karena itu, fungsi perangkat lunak sebenarnya sangat menentukan fungsi sistem.

Dalam penerapan laser di bidang SMT, ketertelusuran penandaan laser terutama dilakukan pada PCB, dan daya rusak laser dengan panjang gelombang berbeda terhadap lapisan penutup timah PCB tidak konsisten.

Saat ini, laser yang digunakan dalam pengkodean laser antara lain laser serat, laser ultraviolet, laser hijau, dan laser CO2. Laser yang umum digunakan di industri adalah laser UV dan laser CO2. Laser serat dan laser hijau relatif lebih jarang digunakan.

laser serat optik

Laser pulsa serat mengacu pada jenis laser yang diproduksi dengan menggunakan serat kaca yang diolah dengan unsur tanah jarang (seperti ytterbium) sebagai media penguatan. Ia memiliki tingkat energi cahaya yang sangat kaya. Panjang gelombang laser serat berdenyut adalah 1064nm (sama dengan YAG, tetapi perbedaannya adalah bahan kerja YAG adalah neodymium) (QCW, laser serat kontinu memiliki panjang gelombang khas 1060-1080nm, meskipun QCW juga merupakan laser berdenyut, tetapi pulsanya mekanisme pembangkitannya benar-benar berbeda, dan panjang gelombangnya juga berbeda), ini adalah laser inframerah-dekat. Dapat digunakan untuk menandai bahan logam dan non logam karena tingkat penyerapannya yang tinggi.

Proses ini dicapai dengan menggunakan efek termal laser pada material, atau dengan memanaskan dan menguapkan permukaan material untuk mengekspos lapisan dalam dengan warna berbeda, atau dengan memanaskan perubahan fisik mikroskopis pada permukaan material (seperti beberapa nanometer, sepuluh nanometer) Kelas lubang mikro akan menghasilkan efek benda hitam, dan cahaya dapat dipantulkan sangat sedikit, membuat material tampak hitam pekat) dan kinerja reflektifnya akan berubah secara signifikan, atau melalui beberapa reaksi kimia yang terjadi ketika dipanaskan oleh energi cahaya , itu akan menampilkan Informasi yang diperlukan seperti grafik, karakter, dan kode QR.

laser UV

Laser ultraviolet adalah laser dengan panjang gelombang pendek. Umumnya, teknologi penggandaan frekuensi digunakan untuk mengubah cahaya inframerah (1064nm) yang dipancarkan oleh laser solid-state menjadi sinar ultraviolet 355nm (frekuensi tiga kali lipat) dan 266nm (frekuensi empat kali lipat). Energi fotonnya sangat besar, yang dapat menyamai tingkat energi beberapa ikatan kimia (ikatan ionik, ikatan kovalen, ikatan logam) dari hampir semua zat di alam, dan secara langsung memutus ikatan kimia tersebut, menyebabkan material tersebut mengalami reaksi fotokimia tanpa terlihat jelas. efek termal (inti, Tingkat energi tertentu dari elektron bagian dalam dapat menyerap foton ultraviolet, dan kemudian mentransfer energi melalui getaran kisi, menghasilkan efek termal, tetapi tidak jelas), yang termasuk dalam “pengerjaan dingin”. Karena tidak ada efek termal yang jelas, laser UV tidak dapat digunakan untuk pengelasan, umumnya digunakan untuk penandaan dan pemotongan presisi.

Proses penandaan UV dilakukan dengan menggunakan reaksi fotokimia antara sinar UV dan bahan yang menyebabkan perubahan warna. Menggunakan parameter yang tepat dapat menghindari efek penghilangan yang terlihat jelas pada permukaan material, sehingga dapat menandai grafik dan karakter tanpa sentuhan yang jelas.

Meskipun laser UV dapat menandai logam dan non-logam, karena faktor biaya, laser serat umumnya digunakan untuk menandai bahan logam, sedangkan laser UV digunakan untuk menandai produk yang memerlukan kualitas permukaan tinggi dan sulit dicapai dengan CO2, sehingga membentuk a kecocokan tinggi-rendah dengan CO2.

Laser Hijau

Laser hijau juga merupakan laser dengan panjang gelombang pendek. Umumnya, teknologi penggandaan frekuensi digunakan untuk mengubah cahaya inframerah (1064nm) yang dipancarkan oleh laser padat menjadi cahaya hijau pada 532nm (frekuensi ganda). Laser hijau adalah cahaya tampak dan laser ultraviolet adalah cahaya tak kasat mata. . Laser hijau memiliki energi foton yang besar, dan karakteristik pemrosesan dinginnya sangat mirip dengan sinar ultraviolet, serta dapat membentuk berbagai pilihan dengan laser ultraviolet.

Proses penandaan lampu hijau sama dengan laser ultraviolet, yaitu menggunakan reaksi fotokimia antara lampu hijau dan material untuk menyebabkan perubahan warna. Penggunaan parameter yang tepat dapat menghindari efek penghilangan yang terlihat jelas pada permukaan material, sehingga dapat menandai pola tanpa sentuhan yang jelas. Seperti halnya karakter, pada permukaan PCB umumnya terdapat lapisan penutup timah yang biasanya memiliki banyak warna. Laser hijau memiliki respons yang baik, dan grafik yang ditandai sangat jelas dan halus.

laser CO2

CO2 adalah laser gas yang umum digunakan dengan tingkat energi cahaya yang melimpah. Panjang gelombang laser yang khas adalah 9,3 dan 10,6um. Ini adalah laser inframerah jauh dengan daya keluaran terus menerus hingga puluhan kilowatt. Biasanya laser CO2 berdaya rendah digunakan untuk menyelesaikan proses Penandaan tinggi untuk molekul dan bahan non-logam lainnya. Umumnya, laser CO2 jarang digunakan untuk menandai logam, karena tingkat penyerapan logam sangat rendah (CO2 berkekuatan tinggi dapat digunakan untuk memotong dan mengelas logam. Karena tingkat penyerapan, tingkat konversi elektro-optik, jalur optik dan pemeliharaan dan faktor lainnya, secara bertahap telah digunakan oleh laser serat.

Proses penandaan CO2 diwujudkan dengan menggunakan efek termal laser pada material, atau dengan memanaskan dan menguapkan permukaan material untuk mengekspos lapisan dalam material dengan warna berbeda, atau dengan energi cahaya yang memanaskan perubahan fisik mikroskopis pada permukaan material untuk menjadikannya reflektif Perubahan signifikan terjadi, atau reaksi kimia tertentu yang terjadi ketika dipanaskan oleh energi cahaya, dan grafik, karakter, kode dua dimensi, dan informasi lainnya yang diperlukan ditampilkan.

Laser CO2 umumnya digunakan pada komponen elektronik, instrumentasi, pakaian, kulit, tas, sepatu, kancing, kacamata, obat-obatan, makanan, minuman, kosmetik, kemasan, peralatan listrik dan bidang lain yang menggunakan bahan polimer.

Pengkodean laser pada bahan PCB

Ringkasan analisis destruktif

Laser serat dan laser CO2 menggunakan efek termal laser pada material untuk mencapai efek penandaan, pada dasarnya menghancurkan permukaan material untuk membentuk efek penolakan, membocorkan warna latar belakang, dan membentuk penyimpangan kromatik; sedangkan laser ultraviolet dan laser hijau menggunakan laser untuk Reaksi kimia material menyebabkan warna material berubah, kemudian tidak menghasilkan efek penolakan, membentuk grafik dan karakter tanpa sentuhan yang jelas.