A tecnologia de marcação a laser é uma das maiores áreas de aplicação do processamento a laser. A marcação a laser é um método de marcação que utiliza um laser de alta densidade de energia para irradiar localmente a peça de trabalho para vaporizar o material da superfície ou causar uma reação química que mude de cor, deixando assim uma marca permanente. A marcação a laser pode produzir uma variedade de caracteres, símbolos e padrões, etc., e o tamanho dos caracteres pode variar de milímetros a micrômetros, o que é de especial importância para o combate à falsificação de produtos.

Princípio da codificação a laser

O princípio básico da marcação a laser é que um feixe de laser contínuo de alta energia é gerado por um gerador de laser, e o laser focado atua no material de impressão para derreter instantaneamente ou mesmo vaporizar o material da superfície. Ao controlar o caminho do laser na superfície do material, ele forma as marcas gráficas necessárias.

Característica um

Processamento sem contato, pode ser marcado em qualquer superfície de formato especial, a peça não se deforma e não gera tensões internas, adequada para marcação de metal, plástico, vidro, cerâmica, madeira, couro e outros materiais.

Recurso dois

Quase todas as peças (como pistões, anéis de pistão, válvulas, sedes de válvulas, ferramentas de hardware, louças sanitárias, componentes eletrônicos, etc.) podem ser marcadas, e as marcas são resistentes ao desgaste, o processo de produção é fácil de realizar automação, e as partes marcadas apresentam pouca deformação.

Recurso três

O método de varredura é utilizado para marcação, ou seja, o feixe de laser incide sobre os dois espelhos, e o motor de varredura controlado por computador aciona os espelhos para girar ao longo dos eixos X e Y, respectivamente. Depois que o feixe de laser é focado, ele incide sobre a peça marcada, formando assim uma marcação a laser. traço.

Vantagens da codificação a laser

01

O feixe de laser extremamente fino após o foco do laser é como uma ferramenta que pode remover o material da superfície do objeto ponto por ponto. Sua natureza avançada é que o processo de marcação é um processamento sem contato, que não produz extrusão mecânica ou estresse mecânico, portanto não danificará o artigo processado; Devido ao pequeno tamanho do laser após a focagem, à pequena área afetada pelo calor e ao processamento fino, alguns processos que não podem ser alcançados pelos métodos convencionais podem ser concluídos.

02

A “ferramenta” utilizada no processamento a laser é o ponto de luz focalizado. Não são necessários equipamentos e materiais adicionais. Contanto que o laser funcione normalmente, ele pode ser processado continuamente por um longo tempo. A velocidade de processamento a laser é rápida e o custo é baixo. O processamento a laser é controlado automaticamente por um computador e nenhuma intervenção humana é necessária durante a produção.

03

O tipo de informação que o laser pode marcar está relacionado apenas ao conteúdo projetado no computador. Contanto que o sistema de marcação de arte projetado no computador possa reconhecê-lo, a máquina de marcação pode restaurar com precisão as informações do design em um suporte adequado. Portanto, a função do software determina em grande parte a função do sistema.

Na aplicação do laser do campo SMT, a rastreabilidade da marcação a laser é realizada principalmente no PCB, e a destrutividade do laser de diferentes comprimentos de onda para a camada de máscara de estanho do PCB é inconsistente.

Atualmente, os lasers usados ​​na codificação a laser incluem lasers de fibra, lasers ultravioleta, lasers verdes e lasers de CO2. Os lasers comumente usados ​​​​na indústria são lasers UV e lasers de CO2. Lasers de fibra e lasers verdes são relativamente menos usados.

laser de fibra óptica

Laser de pulso de fibra refere-se a um tipo de laser produzido usando fibra de vidro dopada com elementos de terras raras (como itérbio) como meio de ganho. Possui um nível de energia luminosa muito rico. O comprimento de onda do laser de fibra pulsado é 1064 nm (o mesmo que YAG, mas a diferença é que o material de trabalho do YAG é neodímio) (QCW, laser de fibra contínuo tem um comprimento de onda típico de 1060-1080 nm, embora QCW também seja um laser pulsado, mas seu pulso mecanismo de geração é completamente diferente e o comprimento de onda também é diferente), é um laser infravermelho próximo. Pode ser usado para marcar materiais metálicos e não metálicos devido à alta taxa de absorção.

O processo é conseguido usando o efeito térmico do laser no material, ou aquecendo e vaporizando o material superficial para expor camadas profundas de cores diferentes, ou aquecendo as mudanças físicas microscópicas na superfície do material (como alguns nanômetros, dez nanômetros) Microfuros de grau produzirão um efeito de corpo negro, e a luz pode ser refletida muito pouco, fazendo com que o material pareça preto escuro) e seu desempenho reflexivo mudará significativamente, ou através de algumas reações químicas que ocorrem quando aquecido pela energia luminosa , ele mostrará as informações necessárias, como gráficos, caracteres e códigos QR.

Laser UV

O laser ultravioleta é um laser de comprimento de onda curto. Geralmente, a tecnologia de duplicação de frequência é usada para converter a luz infravermelha (1064 nm) emitida pelo laser de estado sólido em luz ultravioleta de 355 nm (frequência tripla) e 266 nm (frequência quádrupla). Sua energia de fótons é muito grande, o que pode corresponder aos níveis de energia de algumas ligações químicas (ligações iônicas, ligações covalentes, ligações metálicas) de quase todas as substâncias da natureza, e quebrar diretamente as ligações químicas, fazendo com que o material sofra reações fotoquímicas sem óbvio efeitos térmicos (núcleo, certos níveis de energia dos elétrons internos podem absorver fótons ultravioleta e, em seguida, transferir a energia através da vibração da rede, resultando em um efeito térmico, mas não é óbvio), que pertence ao “trabalho a frio”. Como não há efeito térmico óbvio, o laser UV não pode ser usado para soldagem, geralmente usado para marcação e corte de precisão.

O processo de marcação UV é realizado usando a reação fotoquímica entre a luz UV e o material para causar a mudança de cor. O uso de parâmetros apropriados pode evitar o efeito de remoção óbvio na superfície do material e, assim, marcar gráficos e caracteres sem toque óbvio.

Embora os lasers UV possam marcar metais e não metais, devido a fatores de custo, os lasers de fibra são geralmente usados ​​para marcar materiais metálicos, enquanto os lasers UV são usados ​​para marcar produtos que exigem alta qualidade de superfície e são difíceis de conseguir com CO2, formando um correspondência alto-baixo com CO2.

Laser Verde

O laser verde também é um laser de comprimento de onda curto. Geralmente, a tecnologia de duplicação de frequência é usada para converter a luz infravermelha (1064 nm) emitida pelo laser sólido em luz verde a 532 nm (frequência dupla). O laser verde é a luz visível e o laser ultravioleta é a luz invisível. . O laser verde tem uma grande energia de fótons e suas características de processamento a frio são muito semelhantes às da luz ultravioleta, podendo formar uma variedade de seleções com o laser ultravioleta.

O processo de marcação com luz verde é igual ao laser ultravioleta, que utiliza a reação fotoquímica entre a luz verde e o material para causar a mudança de cor. O uso de parâmetros apropriados pode evitar o efeito óbvio de remoção na superfície do material, de modo que pode marcar o padrão sem toque óbvio. Tal como acontece com os caracteres, geralmente há uma camada de máscara de estanho na superfície do PCB, que geralmente tem muitas cores. O laser verde tem uma boa resposta e os gráficos marcados são muito claros e delicados.

Laser de CO2

O CO2 é um laser a gás comumente usado com níveis de energia luminosa abundantes. O comprimento de onda típico do laser é 9,3 e 10,6um. É um laser infravermelho distante com potência de saída contínua de até dezenas de quilowatts. Normalmente, um laser de CO2 de baixa potência é usado para completar o processo de alta marcação para moléculas e outros materiais não metálicos. Geralmente, os lasers de CO2 raramente são usados ​​para marcar metais, porque a taxa de absorção de metais é muito baixa (CO2 de alta potência pode ser usado para cortar e soldar metais. Devido à taxa de absorção, taxa de conversão eletro-óptica, caminho óptico e manutenção e outros fatores, tem sido gradualmente utilizado pela substituição de lasers de fibra).

O processo de marcação de CO2 é realizado usando o efeito térmico do laser no material, ou aquecendo e vaporizando o material superficial para expor camadas profundas de materiais coloridos diferentes, ou pela energia luminosa aquecendo as mudanças físicas microscópicas na superfície do material para torná-lo reflexivo Ocorrem mudanças significativas ou certas reações químicas que ocorrem quando aquecidas pela energia luminosa, e os gráficos, caracteres, códigos bidimensionais e outras informações necessários são exibidos.

Os lasers de CO2 são geralmente usados ​​em componentes eletrônicos, instrumentação, roupas, couro, bolsas, sapatos, botões, óculos, medicamentos, alimentos, bebidas, cosméticos, embalagens, equipamentos elétricos e outras áreas que utilizam materiais poliméricos.

Codificação a laser em materiais PCB

Resumo da análise destrutiva

Os lasers de fibra e os lasers de CO2 usam o efeito térmico do laser no material para obter o efeito de marcação, basicamente destruindo a superfície do material para formar um efeito de rejeição, vazando a cor de fundo e formando aberração cromática; enquanto o laser ultravioleta e o laser verde usam o laser para A reação química do material faz com que a cor do material mude, e então não produz o efeito de rejeição, formando gráficos e caracteres sem toque óbvio.