La tecnologia di marcatura laser è uno dei campi di applicazione più vasti della lavorazione laser. La marcatura laser è un metodo di marcatura che utilizza un laser ad alta densità di energia per irradiare localmente il pezzo in lavorazione per vaporizzare il materiale della superficie o provocare una reazione chimica per cambiare colore, lasciando così un segno permanente. La marcatura laser può produrre una varietà di caratteri, simboli e motivi, ecc., e la dimensione dei caratteri può variare da millimetri a micrometri, il che è di particolare importanza per la lotta alla contraffazione dei prodotti.

Principio della codifica laser

Il principio di base della marcatura laser è che un raggio laser continuo ad alta energia viene generato da un generatore laser e il laser focalizzato agisce sul materiale di stampa per sciogliere istantaneamente o addirittura vaporizzare il materiale superficiale. Controllando il percorso del laser sulla superficie del materiale, forma i segni grafici richiesti.

Caratteristica uno

Lavorazione senza contatto, può essere marcata su qualsiasi superficie di forma speciale, il pezzo non si deformerà e non genererà stress interno, adatto per marcare metallo, plastica, vetro, ceramica, legno, pelle e altri materiali.

Caratteristica due

Quasi tutte le parti (come pistoni, fasce elastiche, valvole, sedi di valvole, strumenti hardware, articoli sanitari, componenti elettronici, ecc.) possono essere contrassegnate e i contrassegni sono resistenti all'usura, il processo di produzione è facile da realizzare automatizzato e le parti contrassegnate hanno poca deformazione.

Caratteristica tre

Per la marcatura viene utilizzato il metodo di scansione, ovvero il raggio laser incide sui due specchi e il motore di scansione controllato dal computer fa ruotare gli specchi rispettivamente lungo gli assi X e Y. Dopo essere stato focalizzato, il raggio laser cade sul pezzo marcato, formando così una marcatura laser. traccia.

Vantaggi della codifica laser

01

Il raggio laser estremamente sottile dopo la messa a fuoco laser è come uno strumento in grado di rimuovere punto per punto il materiale superficiale dell'oggetto. La sua natura avanzata è che il processo di marcatura è una lavorazione senza contatto, che non produce estrusione meccanica o stress meccanico, quindi non danneggerà l'articolo lavorato; A causa delle dimensioni ridotte del laser dopo la messa a fuoco, della piccola area interessata dal calore e della lavorazione fine, è possibile completare alcuni processi che non possono essere ottenuti con i metodi convenzionali.

02

Lo “strumento” utilizzato nella lavorazione laser è il punto luminoso focalizzato. Non sono necessarie attrezzature e materiali aggiuntivi. Finché il laser può funzionare normalmente, può essere lavorato continuamente per un lungo periodo. La velocità di elaborazione del laser è elevata e il costo è basso. La lavorazione laser è controllata automaticamente da un computer e non è richiesto alcun intervento umano durante la produzione.

03

Il tipo di informazioni che il laser può contrassegnare è correlato solo al contenuto progettato nel computer. Finché il sistema di marcatura del disegno progettato nel computer è in grado di riconoscerlo, la macchina di marcatura può ripristinare con precisione le informazioni del disegno su un supporto adatto. Pertanto, la funzione del software determina effettivamente in larga misura la funzione del sistema.

Nell'applicazione laser del campo SMT, la tracciabilità della marcatura laser viene eseguita principalmente sul PCB e la distruttività del laser di diverse lunghezze d'onda sullo strato di mascheramento dello stagno del PCB è incoerente.

Attualmente, i laser utilizzati nella codifica laser includono laser a fibra, laser ultravioletti, laser verdi e laser a CO2. I laser comunemente utilizzati nel settore sono i laser UV e i laser CO2. I laser a fibra e i laser verdi sono relativamente meno utilizzati.

laser a fibra ottica

Il laser a impulsi in fibra si riferisce a un tipo di laser prodotto utilizzando fibra di vetro drogata con elementi di terre rare (come l'itterbio) come mezzo di guadagno. Ha un livello di energia luminosa molto ricco. La lunghezza d'onda del laser a fibra pulsata è 1064 nm (la stessa di YAG, ma la differenza è che il materiale di lavoro di YAG è il neodimio) (QCW, il laser a fibra continua ha una lunghezza d'onda tipica di 1060-1080 nm, sebbene anche QCW sia un laser pulsato, ma il suo impulso il meccanismo di generazione è completamente diverso e anche la lunghezza d'onda è diversa), è un laser nel vicino infrarosso. Può essere utilizzato per marcare materiali metallici e non metallici grazie all'elevato tasso di assorbimento.

Il processo si ottiene utilizzando l'effetto termico del laser sul materiale, oppure riscaldando e vaporizzando il materiale superficiale per esporre strati profondi di diversi colori, oppure riscaldando i cambiamenti fisici microscopici sulla superficie del materiale (come alcuni nanometri, dieci nanometri) I microfori di grado produrranno un effetto di corpo nero e la luce potrà essere riflessa molto poco, facendo apparire il materiale di colore nero scuro) e le sue prestazioni riflettenti cambieranno in modo significativo, o attraverso alcune reazioni chimiche che si verificano quando riscaldate dall'energia luminosa , mostrerà le informazioni richieste come grafica, caratteri e codici QR.

Laser UV

Il laser ultravioletto è un laser a lunghezza d'onda corta. Generalmente, la tecnologia di raddoppio della frequenza viene utilizzata per convertire la luce infrarossa (1064 nm) emessa dal laser a stato solido in luce ultravioletta da 355 nm (triplice frequenza) e 266 nm (quadrupla frequenza). La sua energia fotonica è molto grande e può eguagliare i livelli energetici di alcuni legami chimici (legami ionici, legami covalenti, legami metallici) di quasi tutte le sostanze in natura e rompere direttamente i legami chimici, facendo sì che il materiale subisca reazioni fotochimiche senza evidenti effetti termici (il nucleo, alcuni livelli di energia degli elettroni interni possono assorbire fotoni ultravioletti e quindi trasferire l'energia attraverso la vibrazione del reticolo, provocando un effetto termico, ma non è ovvio), che appartiene alla "lavorazione a freddo". Poiché non vi è alcun effetto termico evidente, il laser UV non può essere utilizzato per la saldatura, generalmente utilizzata per la marcatura e il taglio di precisione.

Il processo di marcatura UV viene realizzato utilizzando la reazione fotochimica tra la luce UV e il materiale per provocare il cambiamento del colore. L'utilizzo di parametri appropriati può evitare l'evidente effetto di rimozione sulla superficie del materiale e quindi può contrassegnare grafica e caratteri senza tocco evidente.

Sebbene i laser UV possano marcare sia metalli che non metalli, a causa di fattori di costo, i laser a fibra vengono generalmente utilizzati per marcare materiali metallici, mentre i laser UV vengono utilizzati per marcare prodotti che richiedono un'elevata qualità superficiale e sono difficili da ottenere con la CO2, formando un corrispondenza alto-basso con la CO2.

Laser verde

Il laser verde è anche un laser a lunghezza d'onda corta. Generalmente, la tecnologia di raddoppio della frequenza viene utilizzata per convertire la luce infrarossa (1064 nm) emessa dal laser solido in luce verde a 532 nm (doppia frequenza). Il laser verde è luce visibile e il laser ultravioletto è luce invisibile. . Il laser verde ha una grande energia fotonica e le sue caratteristiche di lavorazione a freddo sono molto simili alla luce ultravioletta e può formare una varietà di selezioni con il laser ultravioletto.

Il processo di marcatura con luce verde è lo stesso del laser ultravioletto, che utilizza la reazione fotochimica tra la luce verde e il materiale per far cambiare il colore. L'uso di parametri appropriati può evitare l'evidente effetto di rimozione sulla superficie del materiale, in modo da poter contrassegnare il disegno senza tocco evidente. Come per i caratteri, sulla superficie del PCB è generalmente presente uno strato di mascheramento in stagno, che di solito ha molti colori. Il laser verde ha una buona risposta e la grafica marcata è molto chiara e delicata.

Laser CO2

La CO2 è un laser a gas comunemente usato con abbondanti livelli di energia luminosa. La lunghezza d'onda tipica del laser è 9,3 e 10,6um. Si tratta di un laser nel lontano infrarosso con una potenza di uscita continua fino a decine di kilowatt. Di solito viene utilizzato un laser CO2 a bassa potenza per completare il processo di marcatura elevata per molecole e altri materiali non metallici. In generale, i laser a CO2 vengono utilizzati raramente per marcare i metalli, perché il tasso di assorbimento dei metalli è molto basso (la CO2 ad alta potenza può essere utilizzata per tagliare e saldare i metalli. A causa del tasso di assorbimento, del tasso di conversione elettro-ottico, del percorso ottico e della manutenzione e altri fattori, è stato gradualmente utilizzato dalla sostituzione dei laser a fibra).

Il processo di marcatura con CO2 viene realizzato utilizzando l'effetto termico del laser sul materiale, oppure riscaldando e vaporizzando il materiale superficiale per esporre strati profondi di materiali di diverso colore, oppure mediante energia luminosa che riscalda i microscopici cambiamenti fisici sulla superficie del materiale per renderlo riflettente Si verificano cambiamenti significativi o determinate reazioni chimiche che si verificano quando vengono riscaldate dall'energia luminosa e vengono visualizzati la grafica, i caratteri, i codici bidimensionali e altre informazioni richiesti.

I laser a CO2 sono generalmente utilizzati in componenti elettronici, strumentazione, abbigliamento, pelletteria, borse, scarpe, bottoni, occhiali, medicine, alimenti, bevande, cosmetici, imballaggi, apparecchiature elettriche e altri campi che utilizzano materiali polimerici.

Codifica laser su materiali PCB

Riepilogo dell'analisi distruttiva

Sia i laser a fibra che i laser a CO2 utilizzano l'effetto termico del laser sul materiale per ottenere l'effetto di marcatura, distruggendo sostanzialmente la superficie del materiale per formare un effetto di rifiuto, perdendo il colore di sfondo e formando aberrazione cromatica; mentre il laser ultravioletto e il laser verde utilizzano il laser per La reazione chimica del materiale fa cambiare il colore del materiale e quindi non produce l'effetto di rifiuto, formando grafica e caratteri senza tocco evidente.