1 Esipuhe
1970-luvun lopulla ja 1980-luvun alussa upo-uusi lasersovellustekniikka-lasermerkintätekniikka-tuli hiljaa kansainväliselle näyttämölle. Lasermerkintäkone edustaa merkittävää laserkäsittelyperiaatteiden sovellusta; Erityisesti se käyttää käsiteltyä lasersädettä materiaalin pinnan säteilyttämiseen. Valoenergia muuttuu välittömästi lämpöenergiaksi, jolloin pintamateriaali sulaa tai jopa höyrystyy hetkessä, jolloin syntyy tekstistä, kuvioista ja muista elementeistä koostuvia merkintöjä.
2 Lasermerkinnän sovellusalat ja edut
Teollisuussektorilla on tapahtunut asteittainen siirtyminen sähköisestä prosessoinnista optisen käsittelyn aikakauteen. Lasermerkintäkoneet ovat erittäin monipuolisia, ja ne tarjoavat erinomaisia tuloksia ja vakautta, ja siksi niitä on käytetty laajasti useilla aloilla. Niillä voidaan kaivertaa erilaisia metallimateriaaleja-sekä tiettyjä ei--metallimateriaaleja-tai luoda pysyviä, -väärennöksiä estäviä merkintöjä, joita on erittäin vaikea jäljitellä. Tietokoneen syöttö- ja tulostusjärjestelmien ja galvanometrin skannausmekanismin ansiosta nämä koneet saavuttavat nopeat käsittelynopeudet. Niiden täysin suljettu valo{8}}ohjausjärjestelmä osoittaa vahvaa sopeutumiskykyä erilaisiin ympäristöolosuhteisiin, kun taas niiden modulaarinen sisärakenne yksinkertaistaa huoltoa ja huoltoa. ne sopivat erityisen hyvin-integroitaviksi "on--"-tuotannon työnkulkuihin. Lasermerkintäkoneita käytetään nyt laajalti tavaramerkkien, eränumeroiden, päivämäärien, viivakoodien ja muiden tunnisteiden lisäämiseen monenlaisiin tuotteisiin, mukaan lukien erilaiset laitteistotuotteet, metalliastiat, tarkkuusinstrumentit, autojen komponentit, elektroniset osat, leikkaustyökalut, lahjat, kellot, putkikalusteet, silmälasien kehykset, nappi- ja vetoketjut, matkatavarat, vetoketjut tietokoneen näppäimistöt. Kuvat 1 ja 2 esittävät kuvioita, jotka on luotu lasermerkinnällä magneettilevylle ja pyyhekumille. Lasermerkintäkäsittelyllä tuotteiden laatua voidaan parantaa ja markkinoiden kilpailukykyä parantaa.
Lasermerkinnällä on etuja, joita perinteiset menetelmät (kuten kemiallinen syövytys, sähköpurkauskoneistus, mekaaninen kaiverrus ja painatus) ovat lähes vertaansa vailla. Ensinnäkin se käyttää numeerista ohjaustekniikkaa (NC)-tai suoraa tietokoneohjausta-, mikä tekee sisällön merkitsemisen muuttamisesta poikkeuksellisen helppoa. tämä ominaisuus sopii täydellisesti modernin valmistuksen korkean-tehokkuuden ja-nopeatempoisiin vaatimuksiin. Toiseksi käyttämällä laseria käsittelyvälineenä se saavuttaa erinomaisen kaiverrustarkkuuden samalla, kun se on laajasti yhteensopiva eri materiaalien kanssa, mikä mahdollistaa erittäin monimutkaisten ja poikkeuksellisen kestävien merkintöjen luomisen useille pinnoille. Lopuksi, koska prosessi ei sisällä fyysistä kosketusta tai mekaanista voimaa, joka kohdistuu työkappaleeseen, se varmistaa, että työkappaleen alkuperäinen tarkkuus ja eheys säilyvät täysin. Se voi toimia tuotantoprosessin viimeisenä vaiheena, mikä eliminoi merkinnän jälkeisten viimeistelytoimenpiteiden-tarpeen. Sen prosessointimenetelmä on erittäin joustava, ja se pystyy vastaamaan sekä laboratorio-tyyliin, pieniin-erätuotannon että suuren{12}}teollisen tuotannon vaatimuksiin. Lisäksi se ei tuota epäpuhtauksia eikä aiheuta ympäristön saastumista-, mikä on erityisen tärkeä tekijä nykymaailmassa, jossa ympäristönsuojelu on yhä tärkeämpää. Mikä tärkeintä, lasermerkintätekniikalla luotuja merkintöjä on äärimmäisen vaikea väärentää tai muuttaa, mikä tarjoaa vankkoja väärentämisenestoominaisuuksia. 1990-luvulta lähtien-lasermerkintätekniikan kypsymisen, lasermerkintälaitteiden jatkuvan jalostamisen ja markkinoiden syvenevän ymmärryksen tästä uudesta tekniikasta{20}}ja suurelta osin sen selkeiden etujen ansiosta lasermerkintätekniikka on saanut yhä laajemman kansainvälisen sovelluksen. Kun maineikas amerikkalainen yhtiö Intel lanseerasi uuden sukupolven tietokoneprosessorisirunsa-Pentium, Pentium Pro ja Pentium MMX{23}}, se käytti lasermerkintätekniikkaa merkitsemään merkinnät jokaisen sirun pintaan.
3 Lasermerkintäkoneiden luokitus
Miten lasermerkintä saadaan aikaan? Yleisesti ottaen lasermerkintä suoritetaan tietokoneohjauksella luomalla suhteellinen liike työkappaleen ja lasersäteen välille; tämä saa lasersäteen poistamaan halutut symbolit ja kuviot työkappaleen pinnalle. Teoriassa niin kauan kuin laserin ja työkappaleen välille saadaan aikaan hallittua suhteellista liikettä, lasermerkintä voidaan toteuttaa. Tämän vuoksi nykyisellä lasermerkintäalalla on laaja valikoima lasermerkintäkoneita.
Sen mukaan, onko lasersäde paikallaan vai liikkeessä, lasermerkintäkoneet voidaan luokitella kahteen tyyppiin: kiinteät -sädejärjestelmät ja liikkuvat{1}}sädejärjestelmät. Kuten nimet viittaavat, edellinen käsittää kiinteän lasersäteen, jossa on liikkuva työkappale, kun taas jälkimmäisessä liikkuva lasersäde paikallaan olevan työkappaleen kanssa. Kiinteät-sädelasermerkintäkoneet käyttävät tyypillisesti CNC-ohjattua kaksiulotteista-työpöytää työstettävän työkappaleen käsittelyyn. Niiden ensisijainen etu on niiden suhteellisen alhaiset kustannukset; Niiden haitat ovat kuitenkin yhtä ilmeisiä: hitaat merkintänopeudet, pienempi merkintätarkkuus, monimutkaisen sisällön, kuten valokuvien, merkitsemisen vaikeus ja niiden integroiminen verkkotuotantolinjoihin. Liikkuvat-säteen lasermerkintäkoneet voidaan jakaa edelleen eri tyyppeihin säteen käsittelytavan perusteella. vaikka jokaisella on omat ainutlaatuiset etunsa ja haittansa, liikkuvat{10}}palkkijärjestelmät ovat yleensä tehokkaampia kuin kiinteät{11}}palkkijärjestelmät. Liikkuvien -sädejärjestelmien joukossa galvanometri{14}}pohjainen lasermerkintäkone erottuu edukseen esimerkkinä. Tällä hetkellä kansainvälisessä lasermerkintäyhteisössä tunnustetaan laajalti, että lukuisten luontaisten etujensa ansiosta galvanometri{16}}pohjainen järjestelmä-on noussut päätuotteeksi ja sitä pidetään lasermerkintätekniikan tulevan kehityksen lopullisena suunnana.
Käytetyn valonlähteen tyypin perusteella lasermerkintäkoneet voidaan luokitella myös YAG-lasermerkintäkoneisiin ja CO2-lasermerkintäkoneisiin; nämä kaksi eri valonlähdettä sopivat erityyppisten materiaalien merkitsemiseen. Aallonpituuksien eroista johtuen CO2-kaasulasermerkintäkoneet rajoittuvat ei--metallisten materiaalien merkitsemiseen, kun taas YAG--solidstate-laser-merkintäkoneet pystyvät merkitsemään sekä ei--metallisia että metallisia materiaaleja. CO2-kaasulasermerkintäkoneen ensisijaiset kulutustarvikkeet ovat kaasuseos tai korvaavat laserputket; Lisäksi germaniumlinssit ovat kuluvia-ja-repeytyviä osia, joiden hinta on suhteellisen korkea. Sitä vastoin YAG--solid-state-laser-merkintäkoneen pääasiallinen kulutustarvike on pumppulamppu (pulssilaserit käyttävät ksenonlamppuja, kun taas jatkuva-aaltolasereissa kryptonlamppuja), joka on edullinen. Viime vuosina puolijohdelaserien kustannusten laskun myötä on syntynyt uudenlainen lasertekniikka: puolijohdelaser{14}}pumpatut laserkiteet (kuten YAG), jotka tuottavat lasersäteen aallonpituudella 1064 nm. Näille järjestelmille on ominaista huoltovapaa{{17}10 000 tunnin käyttöikä, pieni koko, eivätkä ne -toisin kuin perinteiset järjestelmät-vaadi laajaa-jäähdytysinfrastruktuuria. Daheng Laser (Kiina) oli edelläkävijä kotimarkkinoilla ja kehitti menestyksekkäästi ensimmäisen puolijohde{24}}pumpattavan YVO4-lasermerkintäkoneen; tämä tekniikka on saavuttanut edistyneen kansainvälisen standardin ja siitä lähtien on tullut standardoitu, vakiintunut tuote.
4 Lasermerkintäkoneiden valinta
Lasermerkintäjärjestelmät käyttävät laserenergiaa merkkien luomiseen alustalle; todelliset vaikutukset voivat kuitenkin vaihdella rajusti riippuen tekijöistä, kuten käytetyn laserin tyypistä ja substraattimateriaalin luontaisista ominaisuuksista. Esimerkiksi jatkuvan -aallon CO2-laserit luovat tyypillisesti jälkiä pintaablaatiolla (etsauksella); pulssitransversaalisesti viritetyt ilmakehän paine--kaasulaserit (TEA) saavat merkinnän karbonoinnin kautta; eksimeerilaserit luottavat valokemiallisiin reaktioihin; kun taas Nd:YAG-laserit käyttävät termokemiallisia reaktiomenetelmiä.
Jokainen tietty sovellus esittää ainutlaatuiset suorituskykyvaatimukset; näin ollen laserjärjestelmän valintaa ei voida tehdä mielivaltaisesti. Lasermerkintäjärjestelmien suunnittelijoille kriittinen haaste on valita kullekin substraattimateriaalille sopivin laseraallonpituus ja optinen konfiguraatio, jotta varmistetaan ihanteellisen, korkealaatuisen{1}}laatumerkin luominen. Avain onnistuneeseen lasermerkintään on "6-Sigma" -metodologian tiukka soveltaminen. Esimerkiksi muovimerkinnän yhteydessä suunnittelijoiden on analysoitava perusteellisesti sekä materiaalin kemiallinen koostumus että sen muovausprosessi varmistaakseen lisäaineiden tasaisen leviämisen ja helpottaakseen laadunvalvontatekniikoiden, kuten konenäköjärjestelmien, kokonaisvaltaista integrointia.
Säteellä-ohjattavat Nd:YAG- ja CO2-laserjärjestelmät ovat toistaiseksi ihanteellisimpia ratkaisuja lasermerkintäsovelluksiin. Esimerkki Nd:YAG-lasermerkintäkoneen fyysisestä konfiguraatiosta löytyy kuvasta 3. Tyypillinen järjestelmä käyttää skannauspeilien paria lasersäteen ohjaamiseen ohjaten sen objektiivilinssijärjestelmän läpi tarkentamaan tarkasti kohdepintaan; nämä peilit suorittavat skannausliikkeensä tiukasti ohjaustietokoneen antamien komentojen mukaisesti. Muut laserit,-kuten pulssimaiset poikittain viritetyt ilmakehän{6}}painekaasulaserit-hyödyntävät maskimerkintää, kun taas CO2-laserpiste{9}}matriisimerkintäjärjestelmät ovat myös merkintäteollisuudessa.
