什么是激光打标？

几十年来，激光打标器一直在制造过程中用于生产永久性打标。 自从脉冲光纤激光器在 2000 年代中后期作为打标源开发和获得牵引力以来，人们对这项技术的需求非常高。 这些脉冲光纤激光器与 CO2、Nd：YVO4、皮秒和飞秒激光器相结合，为几乎所有材料提供了打标解决方案。如今，激光打标为许多市场和无数应用提供了经济高效、高速、高质量的解决方案，这得益于跟踪和可追溯性的需求。  

激光打标如何

激光器可以在金属、塑料、玻璃和陶瓷等各种材料上产生永久性标记。 该标记通过三种主要方法直接打标到零件上：表面对比度、表面熔化和雕刻。

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激光器标记包括激光器源、用于运动的扫描头和用于聚焦的 F-theta 透镜。 激光器提供用于创建标记的能量/功率，扫描头包含两个称为振镜的正交反射镜，可在 x 和 y 中快速移动激光器以跟踪标记的路径，F theta 透镜将激光器聚焦在零件上。 光束扩展器通常用于产生正确的聚焦光斑尺寸。使用简单的软件创建标记或雕刻图案，该软件将可执行的运动控制程序下载到扫描头控制器。 下载后，扫描头将执行控制激光器开/关发射的运动。  

钒酸盐激光增益晶体

激光标记和雕刻器非常灵活，能够创建任何标记；字母数字、机器可读代码（例如 DataMatrix 代码）、图形和徽标具有高分辨率和高质量。 该工艺是非接触式工艺，不需要任何耗材，并用于每个制造行业。

 

用于打标的激光器 

 

 

 

光纤

脉冲光纤激光器的工作厚度约为 1 微米，与大多数金属的吸收特性非常匹配，这通常使它们成为对这些材料进行打标和雕刻的首选。此外，脉冲光纤激光器还可以标记许多塑料。 这些激光器提供经济高效的打标解决方案，拥有成本低、可靠性高、使用寿命长、光束质量出色且易于实施。 脉冲光纤激光器标记有两种主要变体：Q 开关和 MOPA（主振荡器功率放大器）。 Q 开关版本提供纳秒脉冲，脉冲形状、脉冲宽度和峰值功率随频率变化。 MOPA 具有更大的灵活性，能够选择脉冲形状、持续时间和峰值，在一定程度上与频率无关，这对于塑料打标特别有用。

CO2

CO2 lasers 在远红外线中的输出约为 10 微米，与有机材料和塑料很好地对齐。这使得它们非常适合打标和雕刻木材以及雕刻塑料。对于塑料，通常使用环境或外部照明读取非压扩雕刻标记，这些照明与基础材料的雕刻深度“形成”对比相互作用。

Nd：YVO4

Nd：YVO4 或钒酸盐激光器是半导体泵浦固态激光器固态激光器 （DPSS），可提供约 1 微米、绿色和紫外光的激光器波长。 这些激光器具有出色的光束质量和非常短的脉冲 （<20ns) with high peak power (>20kW），可提供最佳的打标质量。  DPSS 激光器，尤其是绿色激光器，为半导体行业提供出色的激光器源，而紫外激光器在塑料上提供高对比度标记。

皮秒和飞秒激光器

皮秒和飞秒激光器的脉冲持续时间非常短，峰值功率非常高，可以标记具有挑战性的材料或标记要求。   示例应用包括无裂纹的玻璃打标或医疗器械用不锈钢的耐腐蚀深色打标。

哪些材料可以用激光器打标？

激光可以标记许多材料，激光器的选择取决于标记分辨率、质量、对比度和预算。

塑料：几乎所有塑料都可以使用 CO2、纳秒光纤或 Nd：YVO4 激光器进行标记。  常见材料包括尼龙、PET、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、ABS，该列表还在继续！ 在许多情况下，标记需要具有对比度，这通常可以使用脉冲光纤或 Nd：YVO4 激光器来实现。 这些激光器通过熔化塑料产生对比度，具有“起泡”或“碳化”效应，后者通常为浅色，前者为深色。 Nd：YVO4 激光器提供绿光和紫外光选项，可通过称为漂白的光化学工艺以高表面对比度标记塑料。 这种类型的标记不会改变或改变零件的物理表面。如果对比度、分辨率和打标质量可以放宽，CO2 激光器可提供出色的成本效益激光器源。

金属：可以对各种金属进行打标或雕刻，包括不锈钢、碳钢、铝、镍和钛。 可以通过多种方式实现对比标记；产生氧化物层、重新熔化表面或雕刻到表面。 

对于医疗设备制造，使用黑色或深色标记，提供高对比度，对表面形态没有影响。 零件表面无法感觉到标记，这对于避免任何可能成为细菌生长部位的灰尘或碎屑聚集区域非常重要。 对于钛来说，这可能是一个蓝色标记，外观非常酷！ 

可重复使用的医疗器械的黑色或深色标记可能需要在钝化或高压灭菌中存活，在这种情况下，具有零件材料和形状优化工艺的皮秒激光器会产生可以在最严苛的钝化和许多高压灭菌循环中存活的标记。

对于金属雕刻，建议使用高功率激光器打标器，通常为 50-100W，具有足够的功率，可在快速循环时间内提供雕刻深度。

陶瓷和玻璃：  玻璃可以使用 CO2、Nd 进行标记：YVO4 UV 波长，以及皮秒和飞秒激光器。 激光器的选择取决于打标要求。  CO2 激光器产生表面或轻微表面下微裂纹，以产生标记，通常用于苏打石灰玻璃，例如酒瓶。UV 纳秒激光器会产生更精细的微裂纹标记，并可在玻璃内部形成亚表面标记。飞秒激光器提供卓越的打标质量，在玻璃内打标时不会出现微裂纹，并且仅在特定照明条件下可见，非常适合防伪。对于陶瓷，通常使用 Nd：YVO4 激光器，波长为 1 微米 波长 ，有时为绿色波长具体取决于标记质量和陶瓷类型。

环氧树脂和树脂：这些材料，例如用于电气盒的材料，通常可以使用 1 微米激光器进行标记，包括光纤或 Nd：YVO4，从而提供良好的对比标记。对于半导体，使用 1 微米或绿色激光器对环氧树脂或弹性体制成的 IC 芯片进行打标。在某些 SEMI 应用中，标记穿透率必须控制在 10 微米左右，通常使用 Nd：YVO4 激光器实现。

 

 

激光打标有哪些优势

  1. 激光打标有很多好处 
  2. 非接触式工艺 – 零件上没有机械力
  3. 永久标记 – 标记不会擦掉
  4. 易于使用，只需线集成 – 简单的软件即可使用和集成即插即用
  5. 无耗材 - 环保工艺，无需更换墨水、触笔和化学品
  6. 极其可靠 – 激光器打标器是极其强大、成熟的技术
  7. 使用寿命长 - 通常为数万个操作小时，例如脉冲光纤激光器可以持续超过 50，000 小时的操作
  8. 标记几乎任何材料 – 金属、塑料、陶瓷、玻璃、陶瓷、环氧树脂
  9. 标记任何图案；字母数字、机器代码、图形和徽标
  10. 灵活性 – 动态调整标记大小、单个或多个零件、固定或动态、自定义序列化、数据库增量代码、命名、执行！
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