激光打標(biāo)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì),或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質(zhì),顯出所需刻蝕的圖案、文字。
目前激光打標(biāo)機(jī)原理有以下兩種:
光纖激光打標(biāo)機(jī):“熱加工”具有較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,在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程,從而使材料表面(或涂層)溫度上升,產(chǎn)生熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。
紫光激光打標(biāo)機(jī):“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的(紫外)光子,能夠打斷材料或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵,至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義,因?yàn)樗皇菬釤g,而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離,因而對被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如,電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜,在半導(dǎo)體基片上開出狹窄的槽。
根據(jù)所用激光能量的不同,激光打標(biāo)的作用機(jī)理可以分為以下幾種:
1.加熱改變顏色打標(biāo) 大多數(shù)材料(特別是一些非金屬材料,例如塑料、紙、橡膠等)受到激光加熱時(shí),材料本身發(fā)生化學(xué)變化,會導(dǎo)致被打標(biāo)工件表面顏色發(fā)生改變或使其表面光澤變亮。因此,可以利用這種機(jī)理進(jìn)行打標(biāo)。
2.熔化打標(biāo) 在金屬被加熱到熔點(diǎn)后,由于金屬的氧化或者其它雜質(zhì)的摻入,在金屬重新凝固后其表面的顏色也會發(fā)生改變。利用這種方法也可以進(jìn)行激光打標(biāo)。
3.汽化打標(biāo)大多數(shù)的材料在其表面溫度高于熔點(diǎn)時(shí),都會發(fā)生蒸發(fā)和汽化。例如鋼、鋁、鈦、銅等金屬材料,當(dāng)Nd;YAG激光束在其表面移動時(shí),表面很容易汽化而形成一條溝槽,從而產(chǎn)生很明顯的標(biāo)記。
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