产品激光标刻工艺知识简介2015-5-12

激光标刻(镭刻)工艺知识简介2015年5月22日1一、基本概念镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕原理及应用镭雕基本概念镭雕：又名激光雕刻、激光打标、镭射打标。是用激光束在各种不同的物质表面打上永久性标记。镭雕的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或是通过光能导致表层物质的化学物理变化而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所刻腐蚀的图形、文字等标识、标记的一种工艺方法。2一、镭雕原理镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕原理及应用镭雕基本概念镭雕原理：利用激光器发射高强度聚焦激光束在焦点处按预定的轨迹作用于机械零部件,电子元器件,仪器仪表等需要进行标记的工件表面,使表层材料达到瞬间汽化或发生化学变化改变颜色,刻蚀出具有一定深度或颜色的文字,图案等永久性标记。目前公认的原理有两种：“热加工”:具有较高能量密度的激光束照射在加工材料表面上﹐材料表面吸收激光能量﹐在热斑区域内发生热激发过程﹐从而使材料表面温度上升，产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。“冷加工”:具有很高负荷能量的(紫外)光子，能够打断材(特别是有机材料)或周围介质内的化学键，至使材料发生非热过程破坏。﹐因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等副作用。镭雕工艺特点：1图案永久性保存。不因环境因素影响而消退，仿伪性强2.属于非接触式加工，不损伤产品。3.图案自由编辑，实现自动控制。可以一次标出一个或多组字符，图案。4.加工成本低。雕刻速度快，效率高，适用于批量加工5.可实现微小标记,图案清晰、美观。6.镭雕质量好。过程控制精度高，定位准确。3镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念只有专业才有超越激光打标系统组成计算机控制(外部输入)电控箱(电控部分)抽风系统(排尘)主机(激光产生装置)控制面板(导轨开关)激光头(改变激光方向)导轨(可实现连续作业)去离子水箱(冷却系统)镭雕原理及应用标刻机组成图计算机控制(外部输入)主机(激光产生装置）打标信号输入/输出冷却系统去离子水激光激光头聚焦工作平台抽风系统排尘电控箱电控信号二、镭雕工作机理打标程序信号电路集成块检流计(X,Y)改变反射镜的角度改变激光的方向从而在工作台面打出相应的图形(即过程控制)传输信号放大激光工作平台标刻区载yx镭雕工作原理图4镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭雕原理及应用步骤1：激光标刻机三、镭雕工艺过程描述步骤2：标刻图案及参数设计步骤3：装夹标刻冶具步骤4：调整冶具标刻位置步骤6：执行激光标刻步骤5：调整激光焦距步骤7：激光标刻后工件只有专业才有超越案例：标刻批号、OE代码、二维码、LOGO标识案例展示5镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭雕原理及应用可在于不同底材；不同表面(如基材、镀层、涂层)处理形式；不同形状的物体表面形成以下线条轮廓、文字、标识、花纹、图案等：1、LOGO标识；2、花纹、图案；3、指示性标识；4、其它如批号、OE码、二维码等适用材料：主要用于金属、合金及氧化物，ABS、环氧树脂、油墨等。如铝合金,钛合金,不锈钢,PC/ABS等。应用行业：应用于电子元器件、五金制品、工具配件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、医疗器械等行业。普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物，特殊表面处理（磷化、铝阳极化、电镀、喷涂、双色注塑表面），ABS料（电器用品外壳，日用品）油墨（透光按键、印刷制品），环氧树脂（电子元件，绝缘层）。镭雕功能镭雕用途镭雕功用6一、镭雕技术发展史镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识1900普朗克提出原子能阶不连续概念1905爱因斯坦提出光量子假说1917提出受激辐射(StimulatedEmission)理论1954Townes等以NH3制出第一部微波量子放大器1958Townes&Schawlow提出激光的可行性1960/5Maiman于美国休斯公司实验室制造出第一具红宝石激光器1960/11第一具He-NeLaser1962半导体激光、玻璃激光1964Co2激光、YAG激光、染料激光、氩离子激光镭雕技术发展史应用镭雕功用镭雕基本概念镭雕原理及应用只有专业才有超越激光技术是二十世纪与原子能,半导体及计算机齐名的四项重大科技发明之一。激光具有很好的单色性,相干性,方向性,能在很小的面积中积聚很高的能量密度,特别适用于材料加工。七十年代末八十年代初,一项崭新的激光应用技术--激光打标技术在国际间悄然兴起,并迅速得到产业化,成为激光加工最大的应用领域之一。1．采用激光做加工手段,与工件之间没有加工力的作用,具有无接触,无切削力,热影响小的优点,保证了工件的原有精度。同时,对材料的适应性较广,可以在多种材料的表面制作出非常精细的标记且耐久性非常好；2．激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质,形状,尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工和特殊面加工。且加工方式灵活,既可以适应实验室式的单项设计的需要,也可以满足工业化大批量生产的要求；3．激光刻划精细,线条可以达到毫米到微米量级,采用激光标刻技术制作的标记仿造和更改都非常困难,对产品防伪极为重要；4．激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,可以打出各种文字,符号和图案,易于用软件设计标刻图样,更改标记内容,适应现代化生产高效率,快节奏的要求；5．激光加工没有污染源,是一种清洁无污染的高环保加工技术；激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质,高效,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。7二、镭雕设备镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭雕原理及应用一、按照工作原理划分灯泵浦YAG激光镭雕机CO2激光镭雕机光纤激光镭雕机半导体泵浦YAG激光镭雕机只有专业才有超越灯泵浦YAG激光镭雕机YAG激光器是固体激光器，采用氪灯作为能量源（激励源），Nd（钕）是一种稀土族元素，作为产生激光的介质，激励源发出特定波长1.064μm的入射光，通过能级跃迁释放出激光，将激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。只有专业才有超越CO2激光镭雕机采用CO2气体充入放电管作为产生激光的介质，当在电极上加高电压，放电管中产生辉光放电，就可使气体分子释放出激光，将激光能量放大后就形成对材料加工的激光束。该标刻机一般都是采用的进口co2射频激光管，其使用寿命可达2-4万小时，该款机型最快打标速度可达7000mm/s。co2激光打标机适合在绝大多数的非金属材质上打标，例如纸质包装、塑料制品、皮革面料、玻璃陶瓷等。只有专业才有超越光纤激光镭雕机光纤激光打标机采用进口激光器，配备高速振镜扫描系统（打标速度≥8000mm/s）与专业激光打标软件。随着光纤激光器的价格不断下降，未来光纤激光打标机是主流。由于光纤激光器采用的是模块化设计，集成风冷装置，所以光纤激光打标机相对于其他的激光打标机来说体积更小。日前，光纤激光打标机适合在各类金属与非金属材料上打标。只有专业才有超越使用波长为808nm半导体激光二极管泵浦Nd:YAG介质，使介质产生大量的反转粒子在Q开关（使发射光能量一直）作用下形成波长1064nm的巨脉冲激光输出，电光转换效率高。直接从激光晶体的端面将半导体泵光（808nm）泵入，经光学镜组输出生激光，使转换效率大大提高.半导体端泵激光打标机按照激光波长可以分为三种，1024nm红外激光打标机、532绿光激光打标机、355紫外激光打标机。目前市面上流行的是绿光激光打标机与紫外激光打标机，以下是这两款激光打标机的简单介绍半导体泵浦YAG激光镭雕机二、激光雕刻按雕刻方式不同可分为点阵雕刻和矢量切割。8镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人机料法环测一、镭雕人员资质要求工艺要求岗位要求任职条件适用对象人1.入职前经过岗前培训，具备镭雕工艺基础知识；2.具备自检能力；3.具备现场7S管理等素养；1.具备计算机应用基础知识；2.具备平面绘图能力；1.生产技术员；2.检验员；3.镭雕工；9二、镭雕工艺装备要求镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识工艺要求工艺装备名称功能介绍工艺规范/要求防护/维护机镭雕设备：激光标刻机激光发射器，执行图案标刻1严禁无水或水循环不正常情况下启动激光电源;2注意开关机顺序，在关机时必须把电流调节到5A左右；3注意打标机幅面不得超过工作幅面；1、设备日常点检；2、设备分级保养冶具设计：镭雕冶具(辅具)定位和固定工件,保证镭雕图案位置一致性1、治具尺寸须精确,不可使产品晃动；2、定位结构考虑防错、3、易于工件取放4、避免工件表面损伤；1、日常点检；2、工装定期维护；周转器具：周箱盒/吸塑盒用于摆放工件，预防镭雕图案受损1抗撞击、抗跌落、抗变形；2易于工件摆放；3边界无棱角定期清洗、除尘，除污渍人机料法环测10三、镭雕材料与辅料镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识工艺要求材料名称功能介绍工艺规范/要求防护/维护料基材材料：1非金属：PA/ABS/POM/PVC/PF/PC等)2金属：锌合金/冷轧板/不锈钢等通过激光热效应去除基材表面材料完成图案雕刻按基材材质不同选择不同标刻参数；需工艺验证表面处理件：1电镀件：镀镍/镀铬/镀锌/电泳等；2表面喷涂件：各种颜色油漆通过激光热效应去除工件表面镀层或涂层材料，完成图案雕刻按表面处理颜色不同，选择相应适宜的标刻参数：需工艺验证人机料法环测11四、镭雕工程措施及规范镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人机料法环测工艺要求顾客要求工程措施技术规范/指标技术标准化法图案与标识符合法规要求(含顾客特殊要求)产品设计：1线条轮廓尺寸设计2外观颜色要求；1执行相关标准:GB4094-19992图案形位尺寸产品图样图案美观、布局合理工艺设计：标刻图案设计标刻图案文本格式固化镭雕图案图案完整、清晰、一致性好工艺设计：标刻工艺参数；1电流值或功率值：2频率值：3速度值4标刻图案填充方式及标刻次数1控制计划(含检验)2作业指导书(含检验)生产安全工艺设计：1防灼伤(眼睛/皮肤)2防有毒粒子或气体1佩带防护眼镜2设置排烟系统相关作业规范只有专业才有超越DXF:主要由Autocad应用使用，是二维矢量图形交换格式，但在市场上也适合大多数矢量图形应用。PLT:是一种用于绘图仪的矢量图形交换格式。安装在矢量图形软件里的过滤器可用于生成该格式，或者在操作系统中通过安装HP型7475A打印机软件，在文件中创建的图片打印，均可生成此格式。目前以Coreldraw软件制作直接生成为主。BMP:是位图的标准格式。在任何来自于数码相机或扫描仪的图片应用中均可产生。JPG:它是大多数普通位图压缩格式中的一种。BMP图象转换成JPG后总字节数大大减少，它通常用于图象的连续调色。GIF:是一种与BMP类似的格式。在任何来自于数码相机或扫描仪的图片应用中均可产生。WMF:WindowsMetafileFormat是Windows中常见的一种图元文件格式，属于矢量文件格式。它具有文件短小、图案造型化的特点，整个图形常由各个独立的组成部分拼接而成.结论：DXF,PLT格式制作的图形称为矢量图形，BMP,JPG,GIF,WMF格式制作的图形称为位图图形。2D标刻图形制作说明只有专业才有超越标刻工艺参数功率。值越大输出的能量越大，雕刻的效果颜色重，痕迹深扫描频率。值越大，表现在单位长度内光点排列的个数越多，越紧密。扫描速度。值越大，雕刻图案所需时间越短扫描次数。重复标刻次数扫描时间。图案填充方式标刻工艺参数只有专业才有超越标刻工艺参数新产品图文件转换AutoCAD檔编辑参数调整试雕