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影响激光打标效果的因素
发表日期:2016-06-21 文章编辑:廖 浏览次数:
      激光打标机是利用激光技术在不同材质的材料上进行永久性的标刻,其打标具有不易磨损性。实际打标中,有哪些因素会影响到打标的效果呢?
    抛开材质本身不讲,(因为不同的材质打标出来的效果肯定是不一样的),一般来说,影响激光打标机打标效果的主要原因分为两方面,一个是设备本身,另一个是打标设置。
    一台激光打标机, 可以这样说,打标控制卡,振镜,光学镜片,机械结构,外部制冷系统这五大部分几乎都可以做到雷同了,每一家激光公司做的产品差异不会很多,并且在现阶段, 我国几乎做以上配件的厂家面临着一次大洗牌,品牌上就只有二至三种可以选择,所以不在本文讨论的范围之内。
    设备本身原因主要有激光频率、激光器光斑模式及光束发散角、激光功率、合理的光学整形配合加工时的辅助气体。客户在选购激光打标机时,就应考虑到这一方面,建议按照专业技术工程师的意见进行机型选配。当然说白了也没那么复杂。我们大部分人一般在选择机器的时候都是我们需要上线某一种产品了所以需要用到机器,实际选择机型时都会先去打样,说的再好都没用,实际打样可以就可以。
    1、激光频率 
    激光器按输出激光的不同可分为脉冲激光器和连续激光器,用于金属硬质物质的切割和焊接的激光主要采用脉冲输出方式,脉宽可以在0.1至10US调节,不同的脉宽及频率主要影响切割的速度和以及切口粗糙度,只是频率高切割的效率才会高,可是目前大多数国内厂家生产的二氧化碳激光器频率都在5KHz以内的,射频管也只能在20KHZ以内.同样用于激光打标激光器也是脉冲的,和切割的方面一样,脉冲高,打标速度才能高,这一点要配合打标物的效果来作调试的,光纤激光器的频率最高可以达到100KHZ,这就是为什么光纤激光打标机能够高速打标的根本原因所在了.不管是用于打标还是切割,每一次发的脉冲频率的激光能量要相对均等,没有少一个脉冲,这样的打标及切割效果才是最为理想的.
    2、激光器光斑模式及光束发散角 
    本来光束的发散角不属于激光器内部的东西,因为发散角可以采用较好的镜片组合加于改进,但是激光器光斑模式对激光器出光后的发散角影响非常大,所以我现在不得不将发散角与光斑模式放在一起对待它,一起讨论。激光器以光斑模式来分类的话,可分为单阶模,基模和多阶模。基模也就是常说的TEM00模,它的能量分布(电磁场分布)在X和Y轴上的磁场指数都为0,所以这种模式是一个最为理想的光斑,也是最为合理的圆点,同时采用TEM00模的激光,才可以获得最理想的的高斯光束,最小的光斑。因些在打标及切割加工中因其光斑小而获得最小的线条切缝及更快的打标切割速度。而多阶模则就是在电磁场的X和Y方向上指数在 1或以上,其光斑质量较差,能量分布不集中,无论用多好的聚焦镜组,都无法获得很好的效果。一般只用于焊接,金属表面处理而不用与打标和切割,除非是要求不高的情况下。光斑模式越好,光束发散角就越小,对打标的效果上体现在:很小的线条,很好的焦深,很高的能量等,在激光切割质量的影响体现在切口的宽度, 切口坡度上,发散角小的话,焦点小,焦深长,切割质量因而就越高。光斑模式及发散角其实是衡量激光加工质量最为重要的指标之一。  (看到这里,小便表示已经头晕了,简单讲,买个好点的激光器,配好点的振镜,把镜片保持干净,大概就是酱紫)。
    3、激光功率 
    激光功率,我现在想说的主要是包括平均功率,峰值功率,激光能量稳定性度三个方面的。激光功率不同,可以打标切割的效果自然就有差别了。有些打标物质只能用小功率的激光器,功率高了也未必有效果,但是有些却要求速度快,否则效果就出不来,举一个例子,真皮的切割和打标,速度一定要在150以上,你打标次数 那怕是5次,10次都没有问题,但是如果你想打标1次,直接使用10的速度,那么真皮都会烧着火了。在打标切割方面,功率的另一个指标是能量的稳定性,每个峰值功率的平均性。稳定性优秀,峰值功率统一的激光器,其加工出来的打标效果及切割质量也是非常理想的。工厂式的24小时连续作业,几乎是不间断的生产方式,就要求激光器要长时间稳定的运行,那一家工厂都不愿意因为激光器的问题而停止生产。(嗯嗯~)
    4、合理的光学整形配合加工时的辅助气体,物质。
    合理的选择一的光学整形,是对于激光打标效果一个必要的补充,比如加激光小孔光阑等一系列的措施.而在激光打标加工过程中增加一定的辅助物质,起来四两拔千斤的效果,比如增加激光粉,使用CO2激光的PP,PE材料上可以加工到黑色的标记效果,比如在化纤布切割上加水,使得打标切割效果明显好于不加水的效果,又比如在人造皮上切割打标加食用油也可以取到很好的效果,其实第四点不再属于激光内在因素了,但是它又与激光波长,对激光吸收息息相关,这方面的东西往深了讲可以说也是一门学问。
    另一个影响激光打标效果的是打标设置,主要有加工时的打标密度、打标幅面、打标深度和激光光斑大小。
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