Tehnologia de marcare cu laser este una dintre cele mai mari domenii de aplicare ale procesării cu laser. Marcarea cu laser este o metodă de marcare care utilizează un laser cu densitate mare de energie pentru a iradia local piesa de prelucrat pentru a vaporiza materialul de suprafață sau pentru a determina schimbarea culorii unei reacții chimice, lăsând astfel o urmă permanentă. Marcarea cu laser poate produce o varietate de caractere, simboluri și modele etc., iar dimensiunea caracterelor poate varia de la milimetri la micrometri, ceea ce are o semnificație specială pentru combaterea contrafacerii produselor.

Principiul codării laser

Principiul de bază al marcajului cu laser este că un fascicul laser continuu de înaltă energie este generat de un generator laser, iar laserul focalizat acționează asupra materialului de imprimare pentru a topi instantaneu sau chiar a vaporiza materialul de suprafață. Controlând traseul laserului pe suprafața materialului, acesta formează semnele grafice necesare.

Caracteristică una

Prelucrare fără contact, poate fi marcată pe orice suprafață cu formă specială, piesa de prelucrat nu se va deforma și nu va genera stres intern, potrivită pentru marcarea metalului, plasticului, sticlă, ceramică, lemn, piele și alte materiale.

Caracteristica a doua

Aproape toate piesele (cum ar fi pistoanele, segmentele pistonului, supapele, scaunele supapelor, instrumentele hardware, obiectele sanitare, componentele electronice etc.) pot fi marcate, iar semnele sunt rezistente la uzură, procesul de producție este ușor de realizat automatizare și părțile marcate au deformare redusă.

Caracteristica trei

Metoda de scanare este utilizată pentru marcare, adică fasciculul laser este incident pe cele două oglinzi, iar motorul de scanare controlat de computer conduce oglinzile să se rotească de-a lungul axelor X și respectiv Y. După ce fasciculul laser este focalizat, acesta cade pe piesa de prelucrat marcată, formând astfel un marcaj laser. urmă.

Avantajele codării laser

01

Raza laser extrem de subțire după focalizarea laser este ca un instrument, care poate îndepărta materialul de suprafață al obiectului punct cu punct. Natura sa avansată este că procesul de marcare este o prelucrare fără contact, care nu produce extrudare mecanică sau stres mecanic, astfel încât nu va deteriora articolul prelucrat; Datorită dimensiunii reduse a laserului după focalizare, a zonei mici afectate de căldură și a procesării fine, unele procese care nu pot fi realizate prin metode convenționale pot fi finalizate.

02

„Instrumentul” folosit în procesarea laser este punctul de lumină focalizat. Nu sunt necesare echipamente și materiale suplimentare. Atâta timp cât laserul poate funcționa normal, acesta poate fi procesat continuu pentru o lungă perioadă de timp. Viteza de procesare cu laser este rapidă și costul scăzut. Procesarea cu laser este controlată automat de un computer și nu este necesară nicio intervenție umană în timpul producției.

03

Ce fel de informații pe care laserul le poate marca este legat doar de conținutul proiectat în computer. Atâta timp cât sistemul de marcare a lucrărilor de artă proiectat în computer îl poate recunoaște, mașina de marcat poate restaura cu precizie informațiile de proiectare pe un suport adecvat. Prin urmare, funcția software-ului determină de fapt funcția sistemului în mare măsură.

În aplicarea cu laser a câmpului SMT, trasabilitatea marcajului cu laser este efectuată în principal pe PCB, iar distructivitatea laserului de diferite lungimi de undă față de stratul de mascare a staniului PCB este inconsecventă.

În prezent, laserele utilizate în codarea laser includ lasere cu fibră, lasere ultraviolete, lasere verzi și lasere cu CO2. Laserele utilizate în mod obișnuit în industrie sunt laserele UV și laserele CO2. Laserele cu fibră și laserele verzi sunt relativ mai puțin utilizate.

laser cu fibră optică

Laserul cu impulsuri cu fibre se referă la un fel de laser produs prin utilizarea fibrei de sticlă dopate cu elemente de pământuri rare (cum ar fi itterbiul) ca mediu de câștig. Are un nivel de energie luminoasă foarte bogat. Lungimea de undă a laserului cu fibră pulsată este de 1064 nm (la fel cu YAG, dar diferența este că materialul de lucru YAG este neodim) (QCW, laserul cu fibră continuă are o lungime de undă tipică de 1060-1080 nm, deși QCW este, de asemenea, un laser pulsat, dar pulsul său mecanismul de generare este complet diferit, iar lungimea de undă este, de asemenea, diferită), este un laser în infraroșu apropiat. Poate fi folosit pentru a marca materiale metalice și nemetalice datorită ratei mari de absorbție.

Procesul se realizează prin utilizarea efectului termic al laserului asupra materialului sau prin încălzirea și vaporizarea materialului de suprafață pentru a expune straturi adânci de diferite culori sau prin încălzirea modificărilor fizice microscopice de pe suprafața materialului (cum ar fi unii nanometri, zece nanometri) Micro-găurile de calitate vor produce un efect de corp negru, iar lumina poate fi reflectată foarte puțin, făcând ca materialul să pară negru închis) iar performanța sa reflectivă se va schimba semnificativ sau prin unele reacții chimice care apar atunci când este încălzit de energia luminii , va afișa informațiile necesare, cum ar fi grafice, caractere și coduri QR.

Laser UV

Laserul ultraviolet este un laser cu lungime de undă scurtă. În general, tehnologia de dublare a frecvenței este utilizată pentru a converti lumina infraroșu (1064 nm) emisă de laserul cu stare solidă în lumină ultravioletă de 355 nm (frecvență triplă) și 266 nm (frecvență cvadruplă). Energia fotonică a acestuia este foarte mare, ceea ce poate să se potrivească cu nivelurile de energie ale unor legături chimice (legături ionice, legături covalente, legături metalice) ale aproape tuturor substanțelor din natură și să rupă direct legăturile chimice, determinând materialul să sufere reacții fotochimice fără a fi evident. efecte termice (nucleu, Anumite niveluri de energie ale electronilor interiori pot absorbi fotonii ultravioleți, iar apoi transfera energia prin vibrația rețelei, rezultând un efect termic, dar nu este evident), care aparține „lucrării la rece”. Deoarece nu există un efect termic evident, laserul UV nu poate fi utilizat pentru sudare, utilizat în general pentru marcare și tăiere de precizie.

Procesul de marcare UV este realizat prin utilizarea reacției fotochimice dintre lumina UV și material pentru a determina schimbarea culorii. Utilizarea parametrilor adecvați poate evita efectul de îndepărtare evident de pe suprafața materialului și, astfel, poate marca grafica și caracterele fără atingere evidentă.

Deși laserele UV pot marca atât metale, cât și nemetale, din cauza factorilor de cost, laserele cu fibră sunt în general folosite pentru marcarea materialelor metalice, în timp ce laserele UV sunt folosite pentru a marca produse care necesită o calitate înaltă a suprafeței și sunt dificil de realizat cu CO2, formând un potrivire mare-scăzută cu CO2.

Laser verde

Laserul verde este, de asemenea, un laser cu lungime de undă scurtă. În general, tehnologia de dublare a frecvenței este utilizată pentru a converti lumina infraroșie (1064nm) emisă de laserul solid în lumină verde la 532nm (frecvență dublă). Laserul verde este lumină vizibilă, iar laserul ultraviolet este lumină invizibilă. . Laserul verde are o energie fotonică mare, iar caracteristicile sale de procesare la rece sunt foarte asemănătoare cu lumina ultravioletă și poate forma o varietate de selecții cu laserul ultraviolet.

Procesul de marcare cu lumină verde este același cu laserul ultraviolet, care utilizează reacția fotochimică dintre lumina verde și material pentru a determina schimbarea culorii. Utilizarea parametrilor corespunzători poate evita efectul de îndepărtare evident de pe suprafața materialului, astfel încât să poată marca modelul fără atingere evidentă. Ca și în cazul personajelor, există în general un strat de mascare de staniu pe suprafața PCB, care are de obicei multe culori. Laserul verde are un răspuns bun la acesta, iar grafica marcată este foarte clară și delicată.

Laser CO2

CO2 este un laser cu gaz folosit în mod obișnuit, cu niveluri abundente de energie luminoasă. Lungimea de undă tipică a laserului este de 9,3 și 10,6 um. Este un laser cu infraroșu îndepărtat cu o putere de ieșire continuă de până la zeci de kilowați. De obicei, un laser cu CO2 de putere redusă este utilizat pentru a finaliza procesul de marcare ridicată pentru molecule și alte materiale nemetalice. În general, laserele cu CO2 sunt rareori folosite pentru marcarea metalelor, deoarece rata de absorbție a metalelor este foarte scăzută (CO2 de mare putere poate fi folosit pentru tăierea și sudarea metalelor. Datorită ratei de absorbție, ratei de conversie electro-optică, căii optice și întreținere). și alți factori, a fost utilizat treptat de laserele cu fibră.

Procesul de marcare cu CO2 este realizat prin utilizarea efectului termic al laserului asupra materialului sau prin încălzirea și vaporizarea materialului de suprafață pentru a expune straturi adânci de materiale colorate diferite sau prin încălzirea cu energie luminoasă a modificărilor fizice microscopice de pe suprafața materialului pentru faceți-l reflectorizant Apar schimbări semnificative sau anumite reacții chimice care apar atunci când sunt încălzite de energia luminii și sunt afișate graficele, caracterele, codurile bidimensionale și alte informații necesare.

Laserele CO2 sunt utilizate în general în componente electronice, instrumente, îmbrăcăminte, piele, genți, pantofi, nasturi, ochelari, medicamente, alimente, băuturi, cosmetice, ambalaje, echipamente electrice și alte domenii care folosesc materiale polimerice.

Codare laser pe materiale PCB

Rezumatul analizei distructive

Laserele cu fibră și laserele CO2 folosesc atât efectul termic al laserului asupra materialului pentru a obține efectul de marcare, practic distrugând suprafața materialului pentru a forma un efect de respingere, scurgerea culorii de fundal și formând aberații cromatice; în timp ce laserul ultraviolet și laserul verde folosesc laserul pentru a Reacția chimică a materialului face ca culoarea materialului să se schimbe și apoi nu produce efectul de respingere, formând grafice și caractere fără atingere evidentă.