激光打標(biāo)類型指南
基本原理 激光打標(biāo)系統(tǒng) 是通過激光發(fā)生器產(chǎn)生高能連續(xù)激光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表層材料瞬間熔化甚至氣化，通過控制激光在材料表面的路徑，即可形成所需的圖形、圖案標(biāo)記。
激光打標(biāo)的特點(diǎn)是非接觸式加工，可以在任意異形表面進(jìn)行標(biāo)記，不會(huì)變形、無內(nèi)應(yīng)力，適合金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的標(biāo)記。
掩膜模式標(biāo)記系統(tǒng)
掩膜打標(biāo)又叫投影打標(biāo)，掩膜打標(biāo)系統(tǒng)由激光器、掩膜板、成像鏡頭組成，其工作原理是將經(jīng)望遠(yuǎn)鏡擴(kuò)束的激光束均勻投射到事先做好的掩膜板上，光線從雕刻的空間透過，通過鏡頭將掩膜板上的圖案成像到工件（焦平面）上，通常每個(gè)脈沖可以形成一個(gè)標(biāo)記，激光照射到材料表面后，材料表面迅速加熱汽化或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，顏色發(fā)生變化，形成清晰可辨的標(biāo)記。 CO2 掩模模式打標(biāo)通常采用激光和YAG激光，掩模模式打標(biāo)主要優(yōu)點(diǎn)是一次激光脈沖可以一次性打出包含多個(gè)符號(hào)的完整標(biāo)記，因此打標(biāo)速度快，對于大批量的產(chǎn)品，可以直接在生產(chǎn)線上打標(biāo)，缺點(diǎn)是靈活性差，能量利用率低。
陣列標(biāo)記系統(tǒng)
它是利用幾束小激光同時(shí)發(fā)射脈沖，經(jīng)過反射鏡和聚焦鏡后，幾束激光脈沖在被打標(biāo)材料表面燒蝕（熔化）出大小和深度均勻的小坑，每個(gè)字符和圖案都是由這些小圓黑坑組成的，一般橫筆5點(diǎn)，豎筆7點(diǎn)，這樣就形成了一個(gè)5×7的陣列。一般采用低功率射頻激勵(lì) CO2 激光采用陣列打標(biāo)，其打標(biāo)速度最高可達(dá)6000字符/畝，因此成為高速在線打標(biāo)的理想選擇。其缺點(diǎn)是只能標(biāo)記點(diǎn)陣字符，且只能達(dá)到5×7的分辨率，對漢字無能為力。
掃描打標(biāo)系統(tǒng)
掃描打標(biāo)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、激光器和XY掃描機(jī)構(gòu)組成，其工作原理是將打標(biāo)所需的信息輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)按照預(yù)先設(shè)計(jì)的程序控制激光器和XY掃描機(jī)構(gòu)，使經(jīng)特殊光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換的高能激光點(diǎn)在加工表面上進(jìn)行掃描移動(dòng)，形成標(biāo)記。
一般情況下，XY掃描機(jī)構(gòu)有2種結(jié)構(gòu)：一種是機(jī)械掃描，一種是振鏡掃描。
機(jī)械掃描
機(jī)械掃描式打標(biāo)系統(tǒng)并不是通過改變反射鏡的轉(zhuǎn)角來移動(dòng)光束，而是用機(jī)械的方法平移反射鏡的XY坐標(biāo)，從而改變激光束到達(dá)工件的位置。這種打標(biāo)系統(tǒng)的XY掃描機(jī)構(gòu)通常用繪圖儀改裝而成。其工作過程為：激光束經(jīng)反射鏡轉(zhuǎn)光路，再經(jīng)光筆（聚焦鏡）射到被加工的工件上。其中，繪圖儀的筆臂只能隨反射鏡沿x軸作往復(fù)運(yùn)動(dòng)；光筆及其上部反射鏡（二者固定在一起）只能沿y軸方向運(yùn)動(dòng)。在計(jì)算機(jī)的控制下（通常通過并口輸出控制信號(hào)），光筆在Y方向的運(yùn)動(dòng)和筆臂在X方向的運(yùn)動(dòng)可使輸出激光到達(dá)平面上任意一點(diǎn)，從而標(biāo)記出任意的圖形、文字。
振鏡掃描
振鏡掃描打標(biāo)系統(tǒng)主要由激光器、XY偏轉(zhuǎn)鏡、聚焦透鏡和計(jì)算機(jī)組成。其工作原理是將激光束入射到2塊反射鏡（振鏡）上，通過計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度，2塊反射鏡可分別沿X、Y軸方向掃描，從而實(shí)現(xiàn)激光束的偏轉(zhuǎn)，使具有一定功率密度的激光焦點(diǎn)按所需的要求在打標(biāo)材料上移動(dòng)，從而在材料表面留下永久性的標(biāo)記，聚焦光斑可以是圓形，也可以是矩形。
在振鏡打標(biāo)系統(tǒng)中，可以采用矢量圖形和字符，這種方法利用計(jì)算機(jī)中的圖形軟件對圖形進(jìn)行處理，具有效率高、精度好、不失真等特點(diǎn)，大大提高了激光打標(biāo)的質(zhì)量和速度。同時(shí)，也可以采用振鏡式打標(biāo)方式，非常適合在線打標(biāo)，根據(jù)不同速度的生產(chǎn)線，可以采用2臺(tái)掃描振鏡或XNUMX臺(tái)掃描振鏡，與前面提到的陣列打標(biāo)相比，可以標(biāo)記更多的點(diǎn)陣信息。
一般來說，振鏡掃描打標(biāo)系統(tǒng)采用的光纖激光器連續(xù)光泵工作波長為1.06μm，輸出功率為10~120W激光輸出可以是連續(xù)的，也可以是Q開關(guān)的。開發(fā)的射頻激發(fā) CO2 激光也用于振鏡掃描激光打標(biāo)機(jī)。
振鏡掃描打標(biāo)因其應(yīng)用范圍廣，兼具矢量打標(biāo)和點(diǎn)陣打標(biāo)，打標(biāo)范圍可調(diào)，響應(yīng)速度快，打標(biāo)速度高（每秒可打標(biāo)數(shù)百個(gè)字符），打標(biāo)質(zhì)量高，光路密封性能好，對環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，已成為主流產(chǎn)品，被認(rèn)為代表了未來激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。
用于打標(biāo)的激光器主要有光纖激光器和 CO2 光纖激光器產(chǎn)生的激光能被金屬和大多數(shù)塑料很好地吸收，其波長（1.06μm）和聚焦光斑小，適合在金屬和其他材料上進(jìn)行高分辨率標(biāo)記。 CO2 激光的波長為10.6μm，對木制品、玻璃、聚合物及大多數(shù)透明材料都有良好的吸收效果，因此特別適合在非金屬表面進(jìn)行打標(biāo)。
光纖激光器的缺點(diǎn)和 CO2 激光打標(biāo)的一大缺點(diǎn)是材料的熱損傷和熱擴(kuò)散比較嚴(yán)重，熱邊效應(yīng)常常使標(biāo)記變得模糊。而準(zhǔn)分子激光產(chǎn)生的紫外光并不加熱材料，只蒸發(fā)材料表面，使表面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生光化學(xué)作用，在材料表面留下標(biāo)記。因此，用準(zhǔn)分子激光打標(biāo)時(shí)，標(biāo)記的邊緣非常清晰。由于紫外光的吸收率很強(qiáng)，激光對材料的作用只發(fā)生在材料表層，材料上幾乎不會(huì)出現(xiàn)燒灼現(xiàn)象。因此，準(zhǔn)分子激光更適合材料打標(biāo)。
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