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不同材料激光打标机的参数要求

不同材料激光打标机的参数要求

可以使用激光打标的材料是非常多的,比如金属材料、塑料、陶瓷甚至是有机玻璃等,都适合用激光进行标识,只有极少数的材质不能使用激光打码。激光打标材料的范围主要取决于材料本身,激光束照射到材质上,材质的物理特性不同,对于激光的吸收能力也有不同,这是决定材料能否使用激光打标的主要因素。激光打标机的主要部件激光器,有多种,所产生的激光波长也各不相同,有波长10.uum的co2气体激光器,波长1.06uum的NdYAGNdYVO固体激光器、掺Yb光纤激光器;倍频YAGYVO固体激光器;波长在可见光及紫外波段的准分子激光器等。

通常金属对于波长为10.um的激光具有很高的反射率,因此对金属材料进行打标最好选用波长为1.06um的激光器;而相比之下,玻璃对波长1.06um的光是透明的,因此最好使用波长为10.um的激光器或紫外波段的激光器。除波长外,还有几个关键参数影响激光打标的性能,分别是:脉冲能量、脉冲时间长度、脉冲重复频率、脉冲峰值功率和平均功率。激光与材料的相互作用时存在一个阈值功率。只有激光功率达到该阈值,激光束对材料的物理加工才能进行。激光打标的阈值功率一般在kW量级。对于高反射率表面或难于进行加工的材料而言。脉冲峰值功率需要达到l0 kW以上的水平。对于大多数材料的激光打码,几千瓦的脉冲峰值功率即可满足需要。

另一个关键的参数是脉冲能量,一般为um J量级。脉冲时间长度也是一个很重要的特性,因为它决定了与材料进行热作用的时间,对标识的质量有显著的影响。通常情况下需要的脉冲时间长度在10200ns之间。脉冲频率是指每秒的脉冲数量(单位为Hz),典型的激光打标系统的工作频率范围为2080kHz。平均功率由脉冲能量和脉冲频率决定,平均功率值代表激光器所能提供的总能量。

金属激光打标机是材料打标应用最多的,常见金属材料如阳极氧化铝、不锈钢、铜以及钛等。对铝、黄铜以及铜这样的高反射材料进行打标,需要很高的脉冲峰值功率以及足够高的功率密度,高峰值能量下的激光打标速度可以达到500um/s。阳极氧化铝表面有深色的氧化物膜,这种膜对红外辐射的吸收较高,因此实际上需要的功率密度较低,打标速度可以达到2um/s。要达到上述打标速度,需要较高的脉冲重复频率。因为如果速太快而脉冲重叠不够,会导致标识线条粗糙而不连贯;较高的脉冲频率则可以增加脉冲重叠度,使标识线条均匀平滑。光纤激光器的工作频率可以超过100kHz。这也是其应用于打标领域的优势所在。

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