2019年马会全年资料歡迎您的到來!

您好,歡迎來到2019年马会全年资料官方網站!

2019年马会全年资料

專注金屬表面冷熱噴塗

專業制作各種大型造紙膠輥、卷紙輥、特氟龍輥、鐵氟龍輥

新興服務熱線:

029-86658059

激光表面處理與激光打标的聯系

作者:admin 發布日期:2019-3-13 關注次數: 二維碼分享

激光打标技術是激光加工最大的應用領域之一,過去幾十年間,激光打标産業取得了顯著的發展,這個市場最重要的變化是推出了低功率脈沖光纖激光器,現在已經發展到幾乎每個供應商都能在其産品供給範圍内提供這類光纖激光打标設備。


這些激光器的波長通常屬于1070 nm左右的近紅外(NIR)範疇,非常适用于多數金屬産品的打标。鋁、銅及其合金等材料均可采用激光打标,但想在低熱條件下在這類金屬上打出肉眼清晰可見的深色标記,不同金屬打标的難易也不盡相同。


激光表面處理


在廣泛的工業激光材料加工領域,激光表面加工這一術語通常被用于描述一系列采用連續波(CW)、功率為數千瓦的近紅外激光源的加工活動。然而,以上工藝與本文所描述的可被視作為微米和納米級表面應用的技術完全不同。采用短脈沖皮秒(10-12)和飛秒(10-15)超快激光器的許多工藝已經确定。這些工藝的主要缺點是:即便屬于這類激光器門類中的低功率系列産品,它們的投資與運行成本仍然很高。由于加工速度通常取決于激光器的平均功率,對于大多數工業激光用戶而言,實際表面覆蓋率條件下的激光加工成本可能太高。


最近,成熟的納秒級脈沖光纖激光器的脈寬範圍已擴展到亞納秒級,随之而來的是以數量級增加的峰值功率能力。這使開發出一種采用具成本效益的長皮秒激光源的新型激光表面加工工藝成為了可能。


一系列不同層次激光表面處理工藝


雖然這些技術通常被稱為激光表面處理,從機械角度來看,這些工藝與激光打标息息相關,因為它們局限于對部件的表面處理,通常需要結合采用激光消融與熔融工藝。


激光表面毛化處理與激光打标分析


通過一定方式改變激光打标表面區域,使之與未打标區域形成視覺上的對照,激光标記具有重要的應用。


01鋁金屬的激光表面毛化處理


對于鋁質材料來說,其自然氧化層具有吸濕性,且厚度會随時間增大。所以,去除這層粗糙的受污染的氧化層,以暴露下層鋁材,可能足以形成充足的對比度。另一個比較複雜的因素是,下層鋁材的熔融或消融程度會顯著影響标記的外觀。


仔細調整激光器的參數,可以産生更為光亮的表面,以展現出對比度提高的熔融效果。通過使用~1mJ的脈沖能量,可以在鋁材上形成色澤較深、氧化程度高的表面,但是,如果想要獲得低的L*值,同時又能夠獲得堅固的、非易碎型的表面,使得标記的外觀不會随着觀察角度的變化而改變,則需要對工藝進行仔細的控制。提高消融水平以形成微粗糙表面,也可以獲得顔色更深、吸收性較高、L*值較大的表面(圖3)。所顯示的表面尺寸均<10μm,表面粗糙度(Ra)遠低于<5μm。


用5ns、75μJ的激光器處理的深灰色鋁材表面,放大倍數:200X

從鋁表面去除陽極化塗層是一種廣泛使用的技術,相同的規則也适用于在基闆上應用激光——熔融性強便意味着能夠産生更具反射效果的表面。不管是裸鋁材還是陽極化鋁材,打标速度均達到1-2m/s的高水平。最近,已經開發出在特定陽極化塗層上的激光打标技術,使用低納秒、亞納秒光纖激光器可以獲得<30的L*值,盡管其打标速度比上述方式要低得多。


用0.15納秒和1納秒脈沖處理的0.8mm厚的銅質材料的表面效果

02銅金屬的激光表面毛化處理

對銅金屬進行激光抛光以形成對比是相對較為熟知的方法,但是,因為這種金屬與生俱來具有的高反射率,要獲得深色的标記通常會更具難度。如圖5所示,通過與抛光前的表面粗糙度對比,可以看出經激光處理表面的粗糙度差異(<1μmRa)。但表面結構更為複雜,表面區域得到了極大改善,從而形成了高吸收性表面。這從圖4可以看出。


用150皮秒脈沖處理的銅金屬

最右側部分是未經激光處理的抛光區域,左側則是激光處理過的區域。這些特征與鋁質材料上形成的特征相比,要小一個數量級(圖3)。所獲得的表面結構支持了非線性、等離子控制過程的假設,而不是傳統的熱去除材料的過程。進一步的相關證據是,同樣的激光參數可用于處理20μm厚的銅箔,而不會造成材料變形,盡管使用的是平均功率為28.5 W的亞納秒激光器。


03玻璃的激光表面毛化處理或打标

出乎意料的是,與用于銅質材料幾乎相同的參數,也可應用于無塗層硼矽酸鹽玻璃上下層表面的打标。這進一步支持了有關非線性吸收是由于高峰值功率光纖激光器的影響而産生的假說。檢查劃片區,可以看到“龜裂”情況非常有限,裂紋<10μm,表面粗糙度<5μmRa。圖6顯示了低倍鏡下的劃線及非開裂狀況。

【返回列表】

【推薦閱讀】↓

工程案例

CASE SHOW

快速通道 Express Lane

咨詢熱線

029-86658059029-86658059

郵箱:sxxxrpt@sina.com

QQ:649056649

在線客服
二維碼 掃一掃更精彩
咨詢熱線:

029-86658059