22年XNUMX月 什么是激光打标？
激光雕刻和打标指南
激光雕刻和激光打标 是在各种材料上创建永久标记的流行方法。 您可以将它们用于从金属、木材到塑料和玻璃的各种材料，并且它们可以进行后处理，从而实现卓越的可追溯性和使用寿命。 卓越的速度和高对比度使激光技术非常适合各行业的切割和打标需求。
虽然激光打标和激光雕刻可以互换使用，但有多种方法可以雕刻材料并对其进行表面标记。 激光打标领域有很多需要考虑的因素，因此我们将介绍您需要了解的有关雕刻和表面打标的所有信息。 我们将讨论这些工艺的用途、它们加工的材料、激光雕刻的工作原理以及这些方法与激光蚀刻和点针打标等类似技术有何不同。
什么是雕刻？
激光雕刻以通过激光和高温进行材料烧蚀（即去除）为中心。 激光将热量集中在材料表面，并以所需图案切割深裂缝。 结果是高对比度的永久性雕刻，即使在磨损或表面处理后仍能保持可读性。
激光雕刻的工作原理 广泛的材料 并打造持久的切口。 它非常适合识别信息必须在未来数年内保持不变的应用，即使在恶劣的条件下也是如此。 例如，在暴露于刺激性化学品、湿气和污垢多年后，您仍然能够读取附在工业设备上的激光雕刻数据板。 由于此过程产生的高对比度，条形码扫描仪也能够读取它。
什么是激光雕刻机？
正如您可能已经猜到的，一个 激光雕刻机 执行激光雕刻过程。 许多机器可以雕刻、蚀刻和标记。
以下是它们的工作原理：
- 输入： 操作员将图像（例如条形码或徽标）输入机器的控制系统，该系统会告诉机器根据图案在材料上移动。
- 切割： 激光产生足够的热量使材料升华，这意味着它直接从固体转变为与激光接触的气体。 当这种情况发生时，会留下一个很深的裂缝。 这个缝隙和其中的粗糙表面非常适合捕捉光线，因此切口看起来更暗更清晰，就像一张纸上的文字。
- 处理： 切割过程完成后，零件可以进行进一步的加工，例如喷丸或热处理。 与其他一些切割方法不同，激光雕刻在加工后仍然可读，因为材料被去除，而不仅仅是改变。
激光蚀刻与激光雕刻
您可能会听到激光雕刻和激光蚀刻可以互换使用。 虽然相似，但这是两种不同的方法。 主要区别在于削减的深度。 蚀刻较浅，不会改变材料的形状。 虽然蚀刻也使用激光，但它只会熔化表面的材料，使其膨胀并呈现出更粗糙的纹理。 它还会影响其反射率并增加对比度。
雕刻和蚀刻可以一起使用以增加对比度。 例如，如果裸金属特别暗，雕刻可能不够暗，无法提供可读性所需的对比度。 蚀刻可以在未雕刻的部分添加较浅的标记以增加对比度。
什么是表面标记？
另一种永久性标记解决方案是表面标记。 在这种方法中，表面不会被切除，而是以其他方式标记，具体取决于材料。 整体造型完好无损。 表面标记方法包括：
- 退火： 退火与金属一起使用并依赖于 氧化. 来自激光的热量导致金属表面下的分子氧化或获得电子。 结果是在不改变纹理或去除材料的情况下改变了表面的颜色。
- 染色： 染色使用激光产生某种化学反应，例如在塑料上炭化。 塑料加热时形成的烟灰会留下黑色痕迹。
- 发泡： 泡沫通过激光的热量在一种材料（即深色塑料）上产生气泡。 气泡改变了表面的反射率，使其看起来更轻。
- 碳化： 最后是碳化。 当材料被加热时，会释放出氢气和氧气等气体，留下一个碳浓度较高的空间，看起来很暗。 这种方法通常用于浅色材料，如木材、聚合物和皮革。
表面标记是在保持光滑表面的同时添加永久性标记的好方法。 与雕刻一样，这种方法通常用于识别目的，例如条形码和标签。 典型用途包括工业和医疗设备，退火可为钛和钛等工业常见金属提供出色的外观 不锈钢. 由于材料去除过多而造成部件损坏的风险也较小。 激光打标在徽标和图案等装饰性应用中也很流行。
激光雕刻应用
由于可靠、持久的结果和灵活的设计能力，激光雕刻和打标机可用于坚固和精密的应用。 以下是这些技术的一些常见用途。
医疗器械和用品
许多医疗器械属于 美国食品药品监督管理局 (FDA) 要求 用于唯一设备标识符 (UDI)。 UDI 包含有关制造商、序列号和批号或批号等元素的信息。 UDI 必须在产品的整个生命周期内保持可读性，因此可以适当处理分发后出现的任何问题，例如缺陷和召回。
激光雕刻或打标非常适合许多 UDI，因为它不会随着时间的推移而磨损，即使在大量使用和接触清洁用品之后也是如此。 从便盆和轮椅到成像设备、人工耳蜗和输液泵，您会发现激光雕刻的影响 关于医疗器械合规性 很重要。
航空航天零部件
航空航天业面临类似要求 来自美国联邦航空管理局 (FAA)。 许多组件需要标有制造商名称、零件编号和相应认证等信息。 可追溯性在这里也很重要，但航空航天业也倾向于使用激光雕刻和打标，因为它们适用于防火材料并有助于组装。
FAA 标签要求要求防火，将信息刻在防火金属上就可以了。 与医疗保健一样，零件上的信息可用于召回或通知期间的可追溯性，并有助于在组装和定位期间识别零件。
其他行业
您还会发现用于制造过程和定制的激光雕刻、蚀刻和打标：
- 汽车零部件： 可追溯性是 对汽车行业至关重要， 也。 在召回和各种保修过程中需要容易地识别零件，以确保普通人群的安全。 他们还需要经受住高温和恶劣天气。
- 工业应用： 工业激光打印创建的标记能够经受工业环境中具有挑战性的环境条件，例如暴露于化学品、污垢、湿气和振动中。
- 电子产品： 许多电子设备使用激光雕刻、蚀刻或标记来制作永久性标牌。 序列号、标志和证书都是优秀的候选者。
- 军事和国防： 军事和 国防产品需要标签 无论环境可能给他们带来什么样的不可预测的威胁，它都保持清晰可读。
- 油和气： 高可追溯性和耐用性再次使激光雕刻和打标非常适合石油和天然气行业。
- 消费品： 许多消费品还使用激光雕刻、蚀刻和标记在各种物品上添加有吸引力且耐用的标记，从手机和笔记本电脑到搅拌机和灯具。 这也是将永久条形码和可扫描图像添加到包装中的好方法。
- 首饰及奖项： 激光打标和蚀刻还可以为奖杯、牌匾和珠宝产品添加可定制的标记。
您可以激光雕刻哪些材料？
激光雕刻和打标如此受欢迎的原因之一是您可以在各种材料上使用它们。 金属很常见，但您也可以雕刻和标记塑料、玻璃和木材等物品。
以下是激光可雕刻材料的一些示例：
- 金属： 几乎任何金属都可以雕刻，包括钢， 铝、 铁、 银和金。 由于雕刻经得起后处理，您可以在切割后处理各种用途和外观的金属。 有些金属需要更高的汽化温度，因此您在选择激光机时需要考虑您的金属。 例如，钛是出了名的难切割 3,260摄氏度的汽化点，而银在 1,950 摄氏度时更容易。
- 塑料： 由于具有多种颜色和物理特性，塑料，如丙烯酸和聚氧乙烯 (POM)，可用于各种可雕刻和可标记的产品。
- 胶合板和中密度纤维板 (MDF)： 这些木制品具有自然、浅色的外观，对雕刻和打标反应良好。
- 玻璃： 许多类型的 玻璃可以雕刻 并蚀刻出令人惊叹的效果，非常适合产品包装和宣传材料。
- 皮革： 皮革很坚硬，对机械雕刻方法的反应并不总是很好，但激光可以快速切割它。
- 石： 您甚至可以在石头上使用激光打标工具，这可用于户外项目，例如在人行道瓷砖上雕刻徽标。
激光机的类型
有多种类型的激光打标机可供选择，每种都以不同的方式工作，最适合特定的材料和任务。 它们的主要区别在于 它们如何激发电子 在激光中为其提供切割所需的高能量。 激光机器可以使用不同的材料来做到这一点，包括气体和固体。 使用固体材料的激光器称为固态激光器。
光纤激光打标系统
光纤激光打标机 是使用玻璃纤维导电的固态激光器。 光最初是从一个 激光二极管 并通过光缆移动。 电缆配备了可以改变光线的特殊组件。 通过 几个复杂的过程 并暴露于稀土元素，光达到特定的波长和更高的能级。 然后镜片会改变光束的形状以适应切割应用。
虽然它们可能更昂贵，但光纤激光器非常强大，可以产生极小的光束以提高精度。 它们几乎适用于任何材料，并且几乎免维护且使用寿命长。
要了解更多信息，请查看我们关于 光纤激光器及其用途。
二氧化碳激光打标系统
激光器的类型使用气体来传输电力并为激光器提供能量。 发射的光穿过充满气体混合物的玻璃管，其中包括二氧化碳 (CO2) 以及氮气、氦气和氢气等气体。 管的两侧是镜子，一个是完全反射的，一个是部分反射的。 当光线在镜子之间反射时，它会增加强度，只有当它变得足够亮时才会通过部分反射镜。 然后将其聚焦到切割表面上。
二氧化碳激光器 非常强大，可以切割各种材料，但它们对木材、塑料和皮革等非金属的加工效果非常好。 您甚至可以在某些食品加工应用中使用它们。 它们的维护要求比光纤激光器高，因为管子或反射镜系统的任何问题都可能导致机器无法使用。
水晶激光器
由于某些晶体作为固态介质，这些激光器可提供极高的切割功率。 这些晶体，即石榴石和钒酸盐，“掺杂”了各种离子，有助于赋予光束特定的特性。 两个常见的选项是：
- 钕：钇铝石榴石： 掺钕钇铝石榴石
- ND：YVO： 掺钕原钒酸钇
这些晶体用途广泛，可让激光达到极高的能量和性能。 例如， 钒酸盐激光器 可以实现比光纤激光器更好的光束质量、焦深和峰值功率。
晶体还可以产生不同波长的激光。 一些材料对绿色、蓝色或紫外线波长的反应比典型的红外线范围更好。 绿色激光例如，通常用于黄金和白银等贵金属，以及电子元件、印刷电路板和其他敏感电子产品。
激光刻印机与点喷
您可能已经遇到过点喷丸作为另一种永久标记方法。 点喷丸，也称为销冲压或销标记，使用小而硬的销在材料表面上形成压痕。 这些小孔使表面变得更加粗糙并改变其反射率。 尽管 点喷丸机 激光打标机比激光便宜，可以提供更好的结果。
以下是您可能选择激光打标而不是喷丸的一些原因：
- 标记质量： 点式强化对比度较低，难以阅读。 条码扫描仪可能需要特定的照明条件才能读取点针条码。 激光打标以更低的废品率提供更一致、更详细的标记。
- 保养： 与点针设备不同，激光不涉及机械与表面之间的接触。 它们几乎没有机械磨损，也没有需要定期更换的零件，例如点针。
- 速度： 激光比点针机更快，可以满足更苛刻的循环时间。
- 标记选项： 由于它们提供较低的对比度，点针标记不适用于某些标记，例如一维条码。 大多数点针标记也会被任何额外的表面处理破坏，而激光处理仍然清晰可见。
- 材料： 有了更多的配置选项，激光打标可以适应更广泛的材料。
对于一些要求不高的应用程序，点针标记仍然是一个不错的选择，但它确实取决于您的产品。 在大多数情况下，激光打标机是更好的选择。
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