基本原理 雷射打標系統 是由雷射產生器產生高能量連續雷射光束,聚焦雷射作用於列印材料,使表面材料瞬間熔化甚至氣化。透過控製材料表面上的雷射路徑,可以形成所需的圖形和圖形標記。
雷射打標的特徵是非接觸式加工,可在任何異型表面上打標,不產生變形和內應力。適用於金屬、塑膠、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材質的打標。
掩模模式打標系統
掩模打標也稱為投影打標。掩模版打標系統由雷射、光罩版和成像鏡頭組成。其工作原理是透過望遠鏡擴展的雷射光束均勻地投射在預先製作的掩模上,光線從雕刻的空間中透射出來。遮罩模板上的圖案透過鏡頭成像到工件(焦平面)上。通常,每個脈衝可以形成一個標記。雷射照射的材料表面迅速加熱汽化或產生化學反應,顏色變化,形成清晰可辨的標記。 CO2 掩模模式打標通常採用雷射和YAG雷射。掩模模式打標的主要優點是一個雷射脈衝一次可以打出包括多個符號的完整標記,因此打標速度快。對於大批量的產品,可以直接在生產線上打標。缺點是靈活性差、能量利用率低。
陣列打標系統
它使用多個小型雷射同時發射脈衝。經過反射鏡和聚焦透鏡後,數個雷射脈衝在標記材料表面燒蝕(熔化)出大小和深度均勻的小凹坑。每個字元和圖案都是由這些小圓黑坑組成的,一般橫5點,垂直7點,從而形成5×7的陣列。一般來說,低功率射頻激勵 CO2 採用雷射進行陣列打標,打標速度可達6000字元/畝。因此,它成為高速線上打標的理想選擇。它的缺點是只能標記點陣字符,並且只能達到5×7的分辨率,這對漢字來說是無能為力的。
掃描打標系統
掃描打標系統由電腦、雷射和XY掃描機構組成。其工作原理是將打標所需的資訊輸入計算機中。電腦依照預先設計的程序控制雷射和XY掃描機構,使經過特殊光學系統變換的高能量雷射點在加工表面上掃描移動,形成標記。
一般情況下,XY掃描機構有2種結構:一種是機械掃描,一種是振鏡掃描。
機械掃描
機械掃描打標系統並不是透過改變反射鏡的旋轉角度來移動光束,而是透過機械的方法移動反射鏡的XY座標,從而改變雷射光束到達工件的位置。此打標系統的XY掃描機構通常改裝有繪圖儀。其工作過程:雷射光束經過反射鏡轉向光路,再透過光筆(聚焦鏡)射到待加工工件上。其中,繪圖儀的筆臂只能隨反射鏡沿x軸前後移動;光筆及其上反射鏡(兩者固定在一起)只能沿著y軸方向移動。在電腦的控制下(一般通過並口輸出控制訊號),光筆在Y方向的運動和筆臂在X方向的運動可以使輸出雷射到達平面上的任意一點。
振鏡掃描
振鏡掃描打標系統主要由雷射、XY偏轉鏡、聚焦透鏡及電腦組成。其工作原理是,雷射光束入射到2塊反射鏡(振鏡)上,透過電腦控制反射鏡的反射角度。 2個反射鏡可分別沿X、Y軸方向掃描,從而實現雷射光束的偏轉,使具有一定功率密度的雷射焦點按所需的要求在標刻材料上移動,從而在材料表面留下永久性的標記,聚焦光斑可以是圓形,也可以是矩形。
在振鏡打標系統中,可以使用向量圖形,也可以使用字元。此方法利用電腦中的圖形軟體對圖形進行處理。具有效率高、精度好、不失真等特點,大大提高了雷射打標的品質和速度。同時,也可採用振鏡式打標方式,非常適合線上打標。根據不同速度的生產線,可以採用一台掃描振鏡或兩台掃描振鏡。與前面提到的陣列打標相比,它可以標記更多的點陣資訊。
一般來說,振鏡掃描打標系統採用連續光泵工作波長1.06μm的光纖雷射器,輸出功率為10~120W。雷射輸出可以是連續的或調Q的。開發的射頻激發 CO2 雷射也用於振鏡掃描雷射打標機。
振鏡掃描打標因其應用範圍廣,可向量打標和點陣打標,打標範圍可調,響應速度快,打標速度高(每秒可打標數百個字符),打標質量高,密封性好,成為主流產品光路性能好,環境適應性強。已成為主流產品,被認為代表了未來雷射打標機的發展方向,具有廣闊的應用前景。
用於打標的雷射主要有光纖雷射和 CO2 雷射.光纖雷射產生的雷射可以被金屬和大多數塑膠很好地吸收,其波長(1.06μm)和小聚焦光斑適合在金屬和其他材料上進行高解析度打標。波長為 CO2 雷射為10.6μm。
光纖雷射的缺點和 CO2 雷射對材料的熱損傷和熱擴散嚴重,熱邊效應常使標籤模糊。相較之下,準分子雷射產生的紫外光不會加熱材料,僅蒸發材料表面,對錶面結構產生光化學效應,並在材料表面留下標記。因此,用準分子雷射打標時,標記的邊緣非常清晰。由於對紫外光有較強的吸收作用,雷射對材料的作用只發生在材料的表層,材料上幾乎不存在燃燒現象。因此,準分子雷射器更適合材料打標。





