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激光塑料打标
作者:通快(中国)有限公司
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激光打标机展厅
半导体激光打标机, CO2激光打标机, 光纤激光打标机, ...
作为打标应用的可靠工具,激光器已在行业内确立了稳定地位。相比起其他打标技术,激光打标具有灵活性和多样性的,而汽车、 电子和医学工程只是采用激光打标技术的几个领域。由于各种不同的原因,激光打标工具的需求正在不断上升。一是越来越多的消费产品须标记独立的识别码。另一种趋势是生产过程中为了确保不计其数的产品和零部件的可追溯性,归档要求越来越严格。激光器可被应用到各种类型的定制打标工作中,从数量,字母数字文本,logo到诸如高密度、机器可读的data matrix码。

比起其他材料,一些工业塑料更适合激光打标。某些情况下,通过使用激光器可达到的色彩对比不能满足快速标记技术所要求,的可读性和高质量标记。但是通过使用例如填料、 稳定剂和不褪色颜料这些特殊的激光光敏添加剂可解决这个问题。这样能大大改善用于激光打标材料的可选性试验研究。通常适合这些实验的塑料有聚乙烯、 聚苯乙烯、 聚甲醛、 聚氨酯、 聚丙烯、 聚氯乙烯。

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烧蚀

不同塑料的激光吸收特点

为了能用于激光打标,塑料必须吸收一定量的激光光束。从宏观层面来说,大部分塑料只吸收电磁波谱(二氧化碳激光器,波长10.6微米)中的紫外线和远红外线。但是通过使用添加剂,填料和颜料,可改变材料的吸收特点,提高其在近红外(1064 nm)或可见绿光(532 nm)波段吸收激光光束的能力。这样加工速度更快,对比度更好。

大部分用于打标的激光器能发出波长为1064纳米的红光。但是特别为加工塑料和半导体材料而设计的工具能使激光器在绿光(532纳米)和紫外线(355纳米)的范围内操作。紫外线的应用特别引人关注因为它们开辟了塑料打标的新纪元。短波紫外线光所产生的能量会引发光化反应但不会因为过量的热输入而破坏材料。当加工像纳入阻燃剂的塑料这样的重要材料时,这些激光光源能以非常快的加工速度进行高对比度的标刻,并且表面质量最佳。

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电源保护开关上的激光打标

激光打标塑料

在塑料上打标有四种不同的方法。变色包括只在材料的表面下方改变它的颜色,例如通过碳化法。在雕刻方法中,材料的表面区域通过熔化和蒸发去除。激光起泡法是将气体气泡融入到材料中,使其膨胀并产生浮雕效果。光线会在改性的材料表面产生衍射的特性,就会产生明/暗的对比效果。烧蚀法是根据所要求的打标内容,通过部分去除表层材料,留下具有凹凸效果的标记。

如何选择应用广泛的最佳打标技术取决于打标的特殊用途,塑料的类型和激光光源的波长。变色法适用于大部分热能塑料。碳化法用于明亮的背景下产生暗的打标效果,大部分情况下用波长为532或355纳米的激光器。而起泡法则用于在黑暗的背景下(通常是黑色)产生明亮的打标效果,使用运行时激光光源的波长为1064纳米的激光器。遇到热固性和弹性塑料,雕刻法更适用(大部分情况下激光器的波长为1064纳米)。

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雕刻

应用于打标的激光器

大部分标记应用使用Q型开关的短脉冲固体激光器,平均输出功率小于100瓦,脉冲宽度在10-100纳米之间,运行时的脉冲频率能达到100千赫。这为打标材料所需的介入微调提供了足够的范围。短脉冲宽度导致非常高的峰值输出功率,达成千上万瓦,平均输出功率是10瓦。高效的二极管泵浦激光器对焦容易因此能再零件表面上非常精细地打标。二极管泵浦固体激光器的极佳光束质量使聚焦直径可设定在很低的值,精准打标时的精确路径宽度在30微米。所以,即使小零件也能使用这样的激光工具进行打标。

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用选择性碳化法做成的奶牛耳朵标签

固体激光器进行矢量标记

固体激光器打标工具的大部分用户使用灵活的矢量打标工艺,两个可移动的镜面可分别在X轴和Y轴上反射激光光束。镜头系统在工件上聚焦光束,同时特殊设计的聚焦镜头确保焦点保持在同一平面。工件上的最大反射速度是12米/秒,这样就能以每秒几千字的速度进行字母和数字混合打标。通常打标的范围在60x60毫米到290x290毫米之间。

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泡沫标刻的汽车尾灯Complete text

激光打标:经济、灵活的解决方案

激光器是广泛应用于打标的通用工具,同时为定制化的一体化解决方案提供无限可能。对于希望验证打标工艺的企业最好的方法就是与激光制造商携手合作。这样可确保选择正确的激光器,确立最优化的工艺参数,考虑到不同的重要方面,例如激光波长,打标质量(对比度,同质化,分辨率,可读性),加工时间,尤其是特殊产品的要求。在这一阶段所作出的决定会直接确定生产周期时间以及制造的零件的质量。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/5/2012)
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