激光刻印-不同材料和激光類型的選擇

1、2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 1 1.玻璃普通鈉鈣玻璃刻印 a.鈉鈣玻璃清晰的刻 印僅有細(xì)微裂紋 技術(shù) 選擇 CO2 激光刻印機，在透明物體上的 吸收率高。 對于鈉鈣玻璃而言，裂紋不可避免，所以 產(chǎn)生清晰刻印的關(guān)鍵是盡可能縮小裂紋。 要在玻璃表面產(chǎn)生細(xì)微裂紋，請選擇小直 徑光束的激光從而刻印時將裂紋控制在最 小程度。 一次高強度照射玻璃會造成較大且不均勻 的裂紋，因此照射會重復(fù)三到五次以產(chǎn)生 均勻的裂紋。 設(shè)定較長的接近長度，刻印時保持較小間 隔會導(dǎo)致玻璃的溫度變化，更容易出現(xiàn)裂 紋。 一次大功率激光刻印的案例 數(shù)次照 射完成刻印的案例 刻印 3 和 2 的

2、區(qū)域出現(xiàn)較大裂紋 數(shù)次照射完成刻印的案例 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 2 1.玻璃石英玻璃刻印 b.石英玻璃清晰的刻 印沒有裂紋 技術(shù) 選擇 CO2 激光刻印機，其激光波長 為 10.6 m 且在透明物體上的吸收 率高。 與鈉鈣玻璃相比，在石英玻璃上刻印 不容易產(chǎn)生裂紋。 以稍大功率的激光束多次照射玻璃， 刻印完成后會有些許熔化的邊緣。 因為玻璃易于熔化，如果刻印字符時 線條寬度變寬或變細(xì)，就會調(diào)整光點 停止時間使刻印以均勻的線條寬度完 成。 刻印沒有裂紋的案例 （輕微熔化邊緣的處理） 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 3 2.

3、鋁 a.木炭色可讀性良好 技術(shù) 由于鋁的反射率比鐵和不銹鋼更高， 所以要選擇峰值功率高的激光。 小直徑點光束，對焦位置，高能量密 度的結(jié)合可用于高強度刻印。 在鋁表面進(jìn)行木炭色刻印。 使用大功率就能產(chǎn)生顏色。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 4 2.鋁 b.白色著色刻印 技術(shù) 功率設(shè)定為高，掃描速度設(shè)定為快速 掃描。鋁表面上的白色著色能夠在各 種區(qū)域內(nèi)穩(wěn)定地執(zhí)行。 刻印粗線條字符時，使用 YAG 激光 刻印機。 而細(xì)線條則通常使用 YVO4 激光。 通過淺雕刻鋁表面完 成白色著色 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 5 2.鋁 c.二

4、維條碼刻印 （基礎(chǔ)處理） 技術(shù) 要提高讀取率，為了提高讀取率， 可以先用基礎(chǔ)處理。掃描出白色基 面，然后降低二維碼部分的印字速 度來實行高強度刻印，以實現(xiàn)高讀 取率的印字。此流程能夠處理某些 難以提高讀取率的物體，例如鑄造 產(chǎn)品和其他表面粗糙的物體。 即使在表面粗糙的鋁質(zhì)材料 上， 采用白色著色基礎(chǔ)處理 也可以提高二維碼的對比度。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 6 3.不銹鋼/鐵 黑色刻印 技術(shù) 頻率增加，光點尺寸擴大 以降低能量密度。當(dāng)光點 內(nèi)的能量密度過高時，目 標(biāo)表面就會被刻出凹痕， 飽和度就會降低。 一次高能照射可能會使銘 牌或其他較薄的目標(biāo)變形， 所

5、以改為多次重復(fù)照射以 限制變形。 通過表面熱處理氧化后， 黑色著色刻印就完成了。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 7 3.不銹鋼/鐵 深雕刻印 技術(shù) 選擇具有高脈沖能量的 YVO4/YAG 激光。 Q 開關(guān)頻率降低，金屬表面以 高能沖擊波進(jìn)行雕刻。為進(jìn)一 步增加照射強度，激光束的掃 描速度被減緩，通過重復(fù)刻印 執(zhí)行深雕刻印。 不過，有些案例顯示掃描速度 降低過多后會產(chǎn)生沉淀劑，無 法進(jìn)行深雕刻印。 刻印在對焦位置以最高能量密 度執(zhí)行。如果想要提高可讀性， 擴大線條寬度重復(fù)刻印多次即 可。 通過降低頻率， 振蕩激光功率被大幅放大， 雕刻目標(biāo)的沖擊波更強。 2012

6、.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 8 4.紙張 彩色印刷表面上的白色 刻印 技術(shù) 因為要利用熱處理燒灼 印刷部分以執(zhí)行處理， 所以選擇 CO2 激光。 由于交叉位置會被刻印 兩次而產(chǎn)生不平坦，所 以會執(zhí)行交叉點去除， 這樣交叉部分就不會被 重復(fù)刻印了。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 9 4.紙張 在未打印的白紙上刻印 技術(shù) CO2 激光刻印機 功率被設(shè)為最大值，掃描速度降低， 熱量升高，所執(zhí)行的處理會以高能 量燒灼目標(biāo)。 交叉部分有產(chǎn)生孔的可能。 執(zhí)行交 叉去除即可避免這種風(fēng)險。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培

7、訓(xùn)） 10 5.ABS 樹脂刻印 可讀性高的灰色著色刻 印 技術(shù) 由于 CO2 激光無法著色，所以選 擇 YAG 或 YVO4 激光刻印機。 高能量刻印會產(chǎn)生泡沫，因此著 色通過增加光點尺寸，降低能量密 度和低頻率刻印的方式執(zhí)行。 以小功率重復(fù)刻印進(jìn)入最佳狀態(tài)， 同時確認(rèn)表面著色的變化。 清晰的對比度，類似絲網(wǎng) 印刷的表面工藝 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 11 6.環(huán)氧樹脂 著色刻印 技術(shù) 選擇 YAG 或 YVO4 激光刻印機。 光點尺寸被放大，刻印設(shè)定為 不在目標(biāo)表面刻出凹痕，刻印 深度限制在 10 到 20 m 的范 圍內(nèi)。 放大光點尺寸并降低能量密度

8、 后的照射很容易著色。 對于環(huán)氧樹脂，強烈的照射更 容易產(chǎn)生黑色煙灰吸附在目標(biāo) 上。 尤其在字符的交叉部分，煙灰 很容易吸附并變黑，所以要在 確認(rèn)執(zhí)行交叉去除且光點直徑 在 1.5X 左右后再執(zhí)行刻印。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 12 7.PET樹脂 白色著色刻印 技術(shù) CO2 激光刻印機（短波長） 由于刻印 PET 材料經(jīng)常包括薄膜， 片材和瓶子等物品，所以必須小心 避免功率太高而在目標(biāo)上形成針孔。 交叉去除被用于避免針孔。 將交叉 去除寬度設(shè)定為光點直徑的兩倍， 這樣就能限制因重復(fù)激光照射而引 起的針孔。 短波長激光會利用淺刻印在鱗狀表 面上執(zhí)行處理，

9、產(chǎn)生白色的表面并 增加可讀性。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 13 8.陶瓷-鋯（gao）陶瓷 鋯陶瓷著色刻印 技術(shù) YVO4 激光刻印機 功率設(shè)定為高，隨后 Q 開 關(guān)頻率先降低，表面粗糙 化之后，頻率提高，第二 次執(zhí)行黑色刻印。 使用 CO2 激光也能進(jìn)行刻 印，但是經(jīng)常會產(chǎn)生淺灰 色。 而且，需要注意功率 太強時可能會造成熱量積 累而產(chǎn)生裂紋。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 14 8.陶瓷-鋁陶瓷 鋁陶瓷灰色著色 技術(shù) 由于刻印不能使用 YAG 或 YVO4 激光刻 印機執(zhí)行，因此選擇 CO2 激光刻印機。 因 為要求功

10、率極大的照 射，所以選擇小直徑 類型的光點和高熱量 密度。 過熔化玻璃成分的處理方式產(chǎn) 生灰色。最終結(jié)果會因成分組 成不同而有變化。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 15 9.碳化物 技術(shù) YAG 激光刻印機 對于碳化物工具，因 為存在刮傷的風(fēng)險， 所以找到能滿足受控 刻?。ㄔ试S淺刻印深 度以及能與卡盤一起 使用）的條件很重要。 選擇照射能夠產(chǎn)生大 量熱量的高脈沖能量 的激光，輕易將表明 氧化。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 16 10.銅 技術(shù) YVO4 激光刻印機 由于銅的高反射率和低激 光吸收率，所以選擇具有 高峰值功率的激光。 激光 功率升高，Q 開關(guān)頻率降 低，掃描速度設(shè)為慢，以 高能量執(zhí)行刻印。 因為具有高導(dǎo)熱性的材料 上字符殘破的問題很普遍， 所以在使用低 Q 開關(guān)頻率 沖擊波雕刻表面之后， 頻率被提高，刻印以去除 煙灰的方式結(jié)束。 2012.11.1激光在各種材料上所顯示的特性 （雷恩博培訓(xùn)） 17 11.鍍金 技術(shù) YVO4 激光刻印機 由于金的高反射率和低激 光吸收率，所以選擇具有 高峰值功率的激光。 激光功率升高，Q 開關(guān)頻 率降低，掃描速度設(shè)為慢， 以高能量執(zhí)行刻印。 鍍層越