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激光打标机在塑料上打标的选型及应用

激光打标机   2011-06-30 09:29:26

激光打标机广泛用于各行各业,激光打标机在塑料上打标,都是由每次标记的特殊要求、所打标的塑料,以及激光波长决定的。对大多数热塑性塑料,会用到变色工艺。

在发泡工艺中,激光将表面熔化,产气愤泡,光在微小气泡上反射,使标记白色可见。就像图中在点火线圈表面看到的数字那样。

雕刻工艺,通过熔化和气化的方式去除材料时用到。该工艺可以用于电子元件的标识而不会发生损坏。

在变色工艺中,颜色变化在材料的表面发生(碳化)。这种颜色变化的应用在美容用品等大规模出产中的系列号和批号中使用,因为是定制的,这种标识被用于防伪保护。

一些塑料,好比聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)或者聚氨酯(PU),只表现出很弱的对比度。因此,它们不能知足激光打标机的高要求。为了令这些材料在很短的加工时间内获得耐用、高清楚、高品质的打标效果,就需要特别调配激光敏感添加剂。它们极大程度地进步了材料的标记能力。

最重要的是,该塑料必需很大程度地吸收激光辐射。塑料的生物大分子结构通常只吸收紫外范围和远红外(IR)范围内的光(波长10.6 m)。工程塑料中的添加剂、填料和颜料对材料的吸收特性产生很大的影响,这样,塑料能够更好地在近红外范围,或可见绿色激光范围内吸收激光束。通过这个方法,能够获得更高的打标速度和更好的对比度。

用于打标的激光器通常产生的是红外波长范围内的辐射。绿光激光器和紫外线激光器则针对塑料和半导体材料。在特殊的打标应用中,使用UV波长,开创了激光在塑料上打标的新的可能。短波长直接与塑料复合物产生光化学反应,而没有加热,从而分歧错误材料产生破坏;尤其是一些比较抉剔的材料,如含有阻燃剂的塑料,或者敏感的电子元件等。这些激光器在非常高的速度之下完成高对比度的打标,而不会对表面质量产生任何负面影响。

吸收特性的适应

激光器是二极管泵浦激光器,具有高能效。它们具有很好的聚焦能力,因此非常合用于精细打标。二极管泵浦固体激光用具有很高的光束质量,使打标过程中的激光光束获得很小的聚焦直径。这样,能够在微小部件上实现小至30 m的精密打标轨道宽度。

对于塑料的激光打标机,调Q短脉冲固体激光器或者光纤激光器是常用的类型。这些激光器通常具有不到100W的均匀功率,脉冲持续时间在10到100ns之间。脉冲频率达120kHz,而在光纤激光器的案例中,甚至达1MHz。这样,与待标识材料之间的相互作用能够进行微调。脉冲时间短导致几十千瓦的高脉冲峰值功率达到10W的均匀值。

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