1 Forord
På slutten av 1970-tallet og begynnelsen av 1980-tallet dukket det stille opp en splitter-ny laserapplikasjonsteknologi-lasermarkeringsteknologi- på den internasjonale scenen. Lasermarkeringsmaskinen representerer en betydelig anvendelse av laserbehandlingsprinsipper; spesifikt bruker den en behandlet laserstråle for å bestråle et materiales overflate. Lysenergien omdannes øyeblikkelig til termisk energi, noe som får overflatematerialet til å smelte eller til og med fordampe på et øyeblikk, og skaper derved markeringer som består av tekst, mønstre og andre elementer.
2 Bruksområder og fordeler med lasermerking
I industrisektoren har det skjedd en gradvis overgang fra elektrisk prosessering til optisk prosessering. Lasermerkingsmaskiner er svært allsidige, gir utmerkede resultater og stabilitet, og har følgelig funnet utbredt bruk på en rekke felt. De er i stand til å gravere forskjellige metallmaterialer-så vel som visse ikke-metallmaterialer-eller lage permanente, anti-forfalskede merker som er ekstremt vanskelige å kopiere. Tilrettelagt av datainndata- og utdatasystemer og ved hjelp av en galvanometer-skannemekanisme, oppnår disse maskinene raske prosesseringshastigheter. Deres fullt lukkede lys-styringssystem viser sterk tilpasningsevne til ulike miljøforhold, mens deres modulære interne struktur forenkler vedlikehold og service; de er spesielt godt-egnet for integrering i produksjonsarbeidsflyter på{10}}linje. Lasermerkingsmaskiner brukes nå i stor utstrekning for å bruke varemerker, batchnumre, datoer, strekkoder og andre identifikatorer på et bredt spekter av produkter, inkludert forskjellige maskinvareartikler, metallbeholdere, presisjonsinstrumenter, bilkomponenter, elektroniske deler, skjæreverktøy, gaver, ur, rørleggerutstyr, brillerammer, spenner til bagasjebrett, spenner til datamaskiner, bagasjebrett, knappspenner, glidelåser. Figurene 1 og 2 viser henholdsvis mønstre laget via lasermerking på en magnetskive og et viskelær. Ved å gjennomgå lasermerkingsbehandling kan produktene heves i kvalitet og forbedres når det gjelder markedskonkurranseevne.
Lasermerking har fordeler som er praktisk talt uovertruffen av tradisjonelle metoder (som kjemisk etsing, maskinering av elektrisk utladning, mekanisk gravering og trykking). For det første bruker den numerisk kontroll (NC)-teknologi-eller direkte datamaskinkontroll-som gjør det eksepsjonelt enkelt å endre merkeinnhold; denne egenskapen er perfekt tilpasset de høye-effektive og raske-kravene til moderne produksjon. For det andre, ved å bruke en laser som prosesseringsmedium, oppnår den utsøkt graveringspresisjon samtidig som den demonstrerer bred kompatibilitet med ulike materialer, noe som muliggjør dannelsen av svært intrikate og eksepsjonelt holdbare markeringer på et bredt spekter av overflater. Til slutt, fordi prosessen ikke involverer noen fysisk kontakt eller mekanisk kraft som utøves på arbeidsstykket, sikrer den at den opprinnelige presisjonen og integriteten til arbeidsstykket er fullstendig bevart. Det kan tjene som det siste stadiet i produksjonsprosessen, og dermed eliminere behovet for etter{8}}merkingsoperasjoner. Behandlingsmetoden er svært fleksibel, og kan imøtekomme kravene til både laboratoriestil, små-batchproduksjon og stor-industriell produksjon. Videre genererer det ingen forurensninger og forårsaker ingen miljøforurensning-en faktor av spesiell betydning i dagens verden, hvor miljøvern i økende grad prioriteres. Det viktigste er at merkinger laget ved hjelp av lasermerkingsteknologi er ekstremt vanskelige å forfalske eller endre, og gir dermed robuste anti{16}}funksjoner mot forfalskning. Siden 1990-tallet-drevet av den økende modenheten til lasermerkingsteknologi, den kontinuerlige foredlingen av lasermerkingsutstyr og markedets dypere forståelse av denne nye teknikken-og i stor grad på grunn av dens distinkte fordeler, har lasermarkeringsteknologi fått stadig mer utbredt bruk internasjonalt. Spesielt da det anerkjente amerikanske selskapet Intel lanserte sin nye generasjon CPU-brikker -Pentium, Pentium Pro og Pentium MMX-, brukte den lasermerkingsteknologi for å innskrive markeringer på overflaten av hver enkelt brikke.
3 Klassifisering av lasermerkingsmaskiner
Hvordan oppnås lasermerking? Generelt sett utføres lasermerking under datamaskinkontroll ved å skape relativ bevegelse mellom arbeidsstykket og laserstrålen; dette får laserstrålen til å fjerne de ønskede symbolene og mønstrene på overflaten av arbeidsstykket. Teoretisk, så lenge kontrollert relativ bevegelse kan etableres mellom laseren og arbeidsstykket, kan lasermerking realiseres. Følgelig har det nåværende feltet for lasermerking et bredt utvalg av lasermarkeringsmaskiner.
Basert på om laserstrålen er stasjonær eller i bevegelse, kan lasermarkeringsmaskiner grovt kategoriseres i to typer: faste-strålesystemer og bevegelige-strålesystemer. Som navnene antyder, involverer førstnevnte en stasjonær laserstråle med et bevegelig arbeidsstykke, mens sistnevnte involverer en bevegelig laserstråle med et stasjonært arbeidsstykke. Lasermarkeringsmaskiner for fast-stråler bruker vanligvis et CNC-kontrollert to-arbeidsbord for å manipulere arbeidsstykket som merkes. Deres primære fordel er deres relativt lave kostnader; Ulempene deres er imidlertid like tydelige: Lave markeringshastigheter, lavere markeringspresisjon, vanskeligheter med å merke komplekst innhold som fotografier, og utfordringen med å integrere dem i online produksjonslinjer. Bevegelige-strålelasermarkeringsmaskiner kan deles videre inn i forskjellige typer basert på den spesifikke metoden for strålemanipulering; mens hver av dem har sine egne unike fordeler og ulemper,{10}utgår bevegelige bjelkesystemer generelt bedre enn faste{11}}bjelkesystemer. Blant bevegelige-strålesystemer skiller den galvanometerbaserte-lasermarkeringsmaskinen seg ut som et førsteklasses eksempel. For tiden er det allment anerkjent i det internasjonale lasermarkeringsmiljøet at blant det mangfoldige utvalget av tilgjengelige maskiner, har det galvanometerbaserte-baserte systemet-takket være dets mange iboende fordeler- dukket opp som hovedproduktet og blir sett på som den definitive retningen for fremtidig utvikling av lasermerkingsteknologi.
Basert på typen lyskilde som brukes, kan lasermarkeringsmaskiner også klassifiseres i YAG lasermarkeringsmaskiner og CO2 lasermarkeringsmaskiner; disse to distinkte lyskildene er egnet for merking av ulike typer materialer. På grunn av forskjeller i bølgelengde er CO2-gasslasermarkeringsmaskiner begrenset til å merke ikke-metalliske materialer, mens YAG solid-lasermarkeringsmaskiner er i stand til å merke både ikke-metalliske og metalliske materialer. De primære forbruksstoffene for en CO2-gasslasermarkeringsmaskin er gassblandingen eller erstatningslaserrør; i tillegg er germanium-linser slitasje-og-komponenter som har relativt høye kostnader. I motsetning til dette er hovedforbruket for en YAG-lasermarkeringsmaskin i fast tilstand pumpelampen (pulserende lasere bruker xenon-lamper, mens kontinuerlige-bølgelasere bruker krypton-lamper), noe som er billig. De siste årene, drevet av en nedgang i kostnadene for halvlederlasere, har en ny type laserteknologi dukket opp: halvlederpumpede-laserkrystaller (som YAG), som genererer en laserstråle med en bølgelengde på 1064 nm. Disse systemene er preget av en vedlikeholdsfri- driftslevetid på 10 000 timer, et kompakt fotavtrykk og -i motsetning til tradisjonelle systemer-krever ikke en stor-kjøleinfrastruktur. Daheng Laser (Kina) var en pioner på hjemmemarkedet, og utviklet den første halvleder-pumpede YVO4 lasermarkeringsmaskinen; denne teknologien har nådd en avansert internasjonal standard og har siden blitt et standardisert, etablert produkt.
4 Utvalg av lasermerkingsmaskiner
Lasermarkeringssystemer bruker laserenergi til å lage merker på et underlag; Imidlertid kan de faktiske effektene som produseres variere drastisk, avhengig av faktorer som typen laser som brukes og de iboende egenskapene til substratmaterialet. For eksempel skaper kontinuerlige-bølge-CO2-lasere vanligvis merker gjennom overflateablasjon (etsing); pulserende transversalt eksiterte atmosfærisk-gasslasere (TEA) oppnår markering gjennom karbonisering; excimer-lasere er avhengige av fotokjemiske reaksjoner; mens Nd:YAG-lasere bruker termokjemiske reaksjonsmetoder.
Hver spesifikk applikasjon presenterer et unikt sett med ytelseskrav; følgelig kan ikke valget av et lasersystem gjøres vilkårlig. For designere av lasermerkesystemer ligger den kritiske utfordringen i å velge den mest passende laserbølgelengden og optiske konfigurasjonen for et gitt underlagsmateriale for å sikre opprettelsen av et ideelt-kvalitetsmerke. Nøkkelen til vellykket lasermerking ligger i den strenge anvendelsen av «6-Sigma»-metoden. For eksempel, i sammenheng med plastmerking, må designere grundig analysere både materialets kjemiske sammensetning og støpeprosessen for å sikre ensartet spredning av tilsetningsstoffer og for å lette den omfattende integrasjonen av kvalitetskontrollteknologier - for eksempel maskinsynssystemer.
Stråle-styrbare Nd:YAG- og CO2-lasersystemer er til dags dato de mest ideelle løsningene for lasermerkingsapplikasjoner. En illustrasjon av den fysiske konfigurasjonen til en Nd:YAG lasermarkeringsmaskin finnes i figur 3. Et typisk system bruker et par skanningsspeil for å styre laserstrålen, og dirigerer den gjennom et objektivlinsesystem for å fokusere nøyaktig på måloverflaten; disse speilene utfører sine skannebevegelser i strengt samsvar med kommandoer utstedt av kontrolldatamaskinen. Andre lasere-som pulserende transversalt eksiterte atmosfæriske-trykkgasslasere-bruker maskemerking, mens CO2-laserpunkt-matrisemarkeringssystemer også har en plass i merkeindustrien.
