激光打標技術是激光加工的應用領域之一。激光打標是利用高能量密度的激光對工件進行局部照射,使表層材料汽化或發(fā)生顏色變化的化學反應,從而留下性標記的一種打標方法。激光打標可以打出各種文字、符號和圖案等,字符大小可以從毫米到微米量級,這對產品的防偽有特殊的意義。
激光打標技術作為一種現(xiàn)代精密加工方法,與腐蝕,電火花加工,機械刻劃,印刷等傳統(tǒng)的加工方法相比,具有無與倫比的優(yōu)勢:
1.采用激光做加工手段,與工件之間沒有加工力的作用,具有無接觸,無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件的原有精度。同時,對材料的適應性較廣,可以在多種材料的表面制作出非常精細的標記且耐久性非常好;
2.激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質,形狀,尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大,特別適用于自動化加工和特殊面加工。且加工方式靈活,既可以適應實驗室式的單項設計的需要,也可以滿足工業(yè)化大批量生產的要求;
3.激光刻劃精細,線條可以達到毫米到微米量級,采用激光標刻技術制作的標記仿造和更改都非常困難,對產品防偽極為重要;
4.激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術相結合可構成自動化加工設備,可以打出各種文字,符號和圖案,易于用軟件設計標刻圖樣,更改標記內容,適應現(xiàn)代化生產率,快節(jié)奏的要求;
5.激光加工和傳統(tǒng)的絲網印刷相比,沒有污染源,是一種清潔無污染的高環(huán)保加工技術;
激光打標技術已被廣泛的應用于各行各業(yè),為優(yōu)質,,無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光標刻應用領域的不斷擴展,對激光制造的設備系統(tǒng)小型化,率和集成化的要求也越來越高,新型高功率光纖激光技術的開發(fā)成功,必將對此產生極大的推動。
激光打標設備的核心是激光打標控制系統(tǒng),因此,激光打標的發(fā)展歷程就是打標控制系統(tǒng)的發(fā)展過程。從1995年到2003年短短的8年時間,控制系統(tǒng)在激光打標領域就經歷了大幅面時代、轉鏡時代和振鏡時代,控制方式也完成了從軟件直接控制到上下位機控制到實時處理、分時復用的一系列演變,如今,半導體激光器、光纖激光器、乃至紫外激光的出現(xiàn)和發(fā)展又對光學過程控制提出了新的挑戰(zhàn)。
大幅面時代
所謂大幅面,剛開始是將繪圖儀的控制部分直接用于激光設備上,將繪圖筆取下,在(0,0)點X軸基點、Y軸基點和原繪圖筆的位置上分別安裝45°折返鏡,在原繪圖筆位置下端安裝小型聚焦鏡,用以導通光路及使光束聚焦。直接用繪圖軟件輸出打印命令即可驅動光路的運行,這種方式明顯的優(yōu)勢是幅面大,而且基本上能滿足精度比較低的標刻要求,不需要專用的標刻軟件;但是,這種方式存在著打標速度慢、控制精度低、筆臂機械磨損大、可靠性差、體積大等缺點。因此,在經歷初的嘗試后,繪圖儀式的大幅面激光打標系統(tǒng)逐步退出打標市場的,所應用的同類型的大幅面設備基本上都是模仿以前這種控制過程,用伺服電機驅動的高速大幅面系統(tǒng),而隨著三維動態(tài)聚焦振鏡式掃描系統(tǒng)的逐步完善,大幅面系統(tǒng)將逐步從激光標刻領域銷聲匿跡。
轉鏡時代
由于看到大幅面系統(tǒng)的一系列缺點,在高速振鏡技術還沒有在中國廣泛普及的情況下,一些控制工程師自行開發(fā)了由步進電機驅動的轉鏡式掃描系統(tǒng),其工作原理是將從諧振腔中導出的激光通過擴束,經過成90°安裝的兩個步進電機驅動的金鏡的反射,由F-theta場鏡聚焦后輸出作用于處理對象上,金鏡的轉動使工作平面上的激光作用點分別在X、Y軸上移動,兩個鏡面協(xié)同動作使激光可以在工作平面上完成直線和各種曲線的移動。這種控制過程無論從速度還是定位精度來說都遠超過大幅面,因此在很大程度上能滿足工具行業(yè)對激光控制的要求,雖然同當時國際上流行的振鏡式掃描系統(tǒng)還有比較明顯的差距,但嚴格來說這種設計思路的出現(xiàn)和逐步完善代表著中國激光應用的一個里程碑,是中國完全能自行設計和生產激光應用設備的典型標志。直到振鏡在中國大規(guī)模應用的興起,這種控制方式才逐步退出中國激光應用的舞臺。
振鏡時代
1998年,振鏡式掃描系統(tǒng)在中國的大規(guī)模應用開始到來。[所謂振鏡,又可以稱之為電流表計,它的設計思路完全沿襲電流表的設計方法,鏡片取代了表針,而探頭的信號由計算機控制的-5V—5V的直流信號取代,以完成預定的動作。同轉鏡式掃描系統(tǒng)相同,這種典型的控制系統(tǒng)采用了一對折返鏡,不同的是,驅動這套鏡片的步進電機被伺服電機所取代,在這套控制系統(tǒng)中,位置傳感器的使用和負反饋回路的設計思路進一步保證了系統(tǒng)的精度,整個系統(tǒng)的掃描速度和重復定位精度達到一個新的水平。
激光加工使用的“刀具”是聚焦后的光點,不需要額外增添其它設備和材料,只要激光器能正常工作,就可以長時間連續(xù)加工。激光加工速度快,成本低廉。激光加工由計算機自動控制,生產時不需人為干預。
隨著激光技術的不斷發(fā)展,激光設備已廣泛應用于服裝皮革、工藝禮品、廣告標牌、建筑模型、印刷雕版、剪紙包裝、石材影雕、木器竹器、電子電器、手機通訊、鐘表眼鏡、五金、汽車配件等行業(yè)。企業(yè)外發(fā)激光加工藝成為一種趨勢,由此香港好石多集團與的激光打標機生產商合作,共同服務于打標領域,從事專業(yè)的激光打標服務。在保證服務品質基礎上,由于自主的專業(yè)生產線,無中間服務商,故此,為客戶提供具有優(yōu)良性價比的激光打標服務。