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了解激光打标机

发布时间:2010/1/18 点击:7211 字体大小: 返回
      激光打标机又常称为激光标刻机、激光打码机、镭射打标机、激光标记机、镭雕刻机、激光打标设备,按其工作方式可分为灯泵YAG激光打标机、 DP半导体侧泵激光打标机、EP半导体端泵激光打标机、光纤激光打标机CO2激光打标机,激光打标是用激光束使表层物质的蒸发露出深层物质,或者导致表层物质的化学物理变化而刻出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图形、文字。另外,飞行打标机目前技术已经成熟,他具有较高的工作效率。
激光打标机类别
    YAG激光器是红外光频段波长为1.064um的固体激光器,采用氪灯作为能量源(激励源),NDYAG(Nd:YAG激光器。Nd(钕)是一种稀土族元素,YAG代表钇铝石榴石,晶体结构与红宝石相似)作为产生激光的介质,激励源发出特定波长的入射光,促使工作物质发生居量反转,通过能级跃迁释放出激光,将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。
  半导体泵浦YAG激光打标机
  半导体泵浦激光打标机是使用波长为0.808um半导体激光二极管(测面或端面)泵浦NdYAG介质,使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成波长1.064um的巨脉冲激光输出,电光转换效率高。半导体泵浦激光打标机与灯泵浦YAG就刚打标机相比有较好的稳定性、省电、不用换灯、等优点,价格相对较高。
  光纤激光打标机
  主要由激光器、振镜头、打标卡三部分组成,采用光纤激光器生产激光的打标机,光束质量好,其输出中心为1064nm,整机寿命在10万小时以上,相对于其他类型激光打标器寿命更长,电光转换效率为28%以上,相对于其他类型激光打标机2%-10%的转换效率优势很大,在节能环保等方面性能卓著。
  CO2激光打标机
  CO2激光器是远红外光频段波长为10.64um的气体激光器,采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质,当在电极上加高电压,放电管中产生辉光放电,就可使气体分子释放出激光,将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。
  紫外激光打标机
  紫外激光打标机配置深紫外激光器、进口高速扫描振镜系统等;由于紫外激光打标机聚焦光斑极小,且加工热影响区微乎其微,因而紫外激光打标机可以进行超精细打标、特殊材料打标,紫外激光打标机是对打标效果有更高要求的客户首选产品。紫外激光打标机具有电光转换率高,非线性晶体使用寿命长、整机运行稳定、定位精度高、作业效率高、模块化设计便于安装维护等特点。另外可选配二维自动工作台,实现多工位连续打标或大幅面打标。
    钇铝石榴石激光打标机
  激活媒介是固体,激光器发射出接近红外线区域的1060nm的光波,有连续式、光笔式两种,通过改变输出能量,可得到不同强度的激光束。打标工艺有焦化法(深色标记)、发泡法(浅色标记)和烧蚀法(雕刻标记),标记质量极好。
    准分子激光打标机
  可发射出紫外范围的光波(100400nm),激活媒介由氦、氩、氪、氖气体和氯、氟、溴、碘等卤素组成的混合物构成。
激光打标机的应用
 可雕刻多种非金属材料。用于服装辅料、医药包装、酒类包装、建筑陶瓷、饮料包装、织物切割、橡胶制品、外壳铭牌、工艺礼品、电子元件、皮革等行业。
  可雕刻金属及多种非金属材料。更适合应用于一些要求精细、精度高的产品加工。
  应用于电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、医疗器械等行业。
  适用材料包括:普通金属及合金(铁、铜、铝、镁、锌等所有金属),稀有金属及合金(金、银、钛),金属氧化物(各种金属氧化物均可),特殊表面处理(磷化、铝阳极化、电镀表面),ABS料(电器用品外壳,日用品),油墨(透光按键、印刷制品),环氧树脂(电子元件的封装、绝缘层)。
激光打标机使用流程
 检查水路、电路无误后方能开机。开机顺序为:
  接通进线电源,打开钥匙开关。此时机器抽风及制冷系统通电,电流表显示数值7A左右;
  等待510秒钟,按动外控制面板上触发按钮,电流表显示数值为零,35秒钟之后,氪灯点燃,电流表显示数值7A。(参照激光电源操作说明书);
  打开振镜电源;
  打开计算机,调出所需打标文件;
  调节激光电源到工作电流(1018A,即可开始打标;
  打标结束后,按以上顺序逆向关闭各组件电源:
  将激光电源工作电流调至最小(7A左右);
  关闭计算机;
  关闭振镜电源;
  按动停止按钮;
  关闭钥匙开关;
  断开进线电源。
激光打标机常见问题及其解决方法
 故障1:激光强度下降,标记不够清晰
  打标机解决方法:
  激光谐振腔是否变化;微调谐振腔镜片。使输出光斑最好;
  声光晶体偏移或者声光电源输出能量偏低;调整声光晶体位置或者加大声光电源工作电流;
  进入振镜的激光偏离中心:调节激光器;
  若电流调到20A左右仍感光强不够:氪灯老化,更换新灯。
  打标机故障2:氪灯不能触发(参考电源使用手册)
  打标机解决方法:
  检查所有的电源连接线;
  高压氪灯老化,更换氪灯。
    操作激光打标机注意事项 严禁无水或水循环不正常情况下启动激光电源和调Q电源; 不允许Q电源空载工作(即调Q电源输出端悬空); 出现异常现象,首先关闭振镜开关和钥匙开关,再行检查; 不允许在氪灯点燃前启动其他组件,以防高压窜入损坏组件; 注意激光电源输出端(阳极)悬空,以防与其他电器打火、击穿; 保持内循环水干净。定期清洗水箱并换干净去离子水或纯水。
  打标机氪灯的使用与更换
  关闭水冷机,激光电源。 打开上部三块腔盖,取出要更换的灯或晶体,更换后放入,装上腔盖。 开水冷机,激光电源,将激光电源电流调到(15~20A左右。在前膜片和扩束镜之间放置1小木片或黑纸,应看到激光烧蚀形成的光斑。如果没有,轻微调整前膜片架的三个旋钮,直到光斑出现。 激光调试出来后,应反复调整前膜片架的三个旋钮使光斑最强,如激光过强、亮度过高无法观察时,可减小电源电流。 关闭激光器电源。
  特别注意:更换氪灯的时间。 激光器中氪灯出厂说明氪灯的使用寿命为300小时,但由于用户使用条件不同,上述时间并不能作为更换氪灯的唯一依据。随着使用时间的增加,氪灯的发光效率下降,激光输出也随之减弱,很多用户为了获得足够的激光输出,就加大激光电源的电流,使氪灯发光增强,这使氪灯老化加快,形成恶性循环,有时会导致炸灯现象。为了防止这种现象发生,我们建议用户按下面的方法决定是否应该更换氪灯。 当换上一支新氪灯时,记录下正常打标时的激光电源电流表数值,作为标准电流值。 当氪灯逐渐老化,加大激光电源电流输出,但电流表数值不应超过标准电流值的1.25倍。 例如:新氪灯打标时电流值为20A,使用一段时间后,如果将电流值调大到25A后仍不能正常打标,则应更换氪灯。
激光打标基本原理
 激光打标是用激光束在各种不同的物质表面打上永久的标记。打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质,或者是通过光能导致表层物质的化学物理变化而""出痕迹,或者是通过光能烧掉部分物质,显出所需刻蚀的图案、文字。
  目前,公认的原理是两种:
  热加工具有较高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射区域内产生热激发过程,从而使材料表面(或涂层)温度上升,产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。
  冷加工具有很高负荷能量的(紫外)光子,能够打断材料(特别是有机材料)或周围介质内的化学键,至使材料发生非热过程破坏。这种冷加工在激光标记加工中具有特殊的意义,因为它不是热烧蚀,而是不产生"热损伤"副作用的、打断化学键的冷剥离,因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等作用。例如,电子工业中使用准分子激光器在基底材料上沉积化学物质薄膜,在半导体基片上开出狭窄的槽。
  不同标记方法的比较
  与喷墨打标法相比,激光打标刻槽)的优越性在于:应用范围广,多种物质(金属、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等)均可打上永久的高质量标记。对工件表面无作用力,不产生机械变形,对物质表面不产生腐蚀(见下表)
  激光打标与其它标记技术的比较
  打标工艺 速度 性能 图象文字变更
  激光振镜打标 易于变更
  激光掩模打标 较好 不易变更
  化学腐蚀 较快 不易变更
  照相腐蚀 较快 不易变更
  喷墨打印 较差 易于变更
  机械压痕 较差 不易变更
  熔模 不易变更
  气动冲针 中速 较好 易于变更

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