激光打标的基本知识简述

激光打标（Laser Marking）是利用高能量的激光束照射在工件表面，光能瞬时变成热能，使工件表面迅速产生蒸发，从而在工件表面刻出任意所需要的文字和图形，以作为永久防伪标志。激光打标的特点是非接触加工，可在任何异形表面标刻，工件不会变形和产生内应力。它主要适用于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等材料的标记。

激光标记具有如下特点：

1）可对多种金属、非金属材料进行加工，尤其对高硬度、高熔点、脆性材料进行标记更显优势；

2）属于非接触加工，无刀具磨损；

3）激光束细，加工材料消耗很小，加工热影响区小；

4）加工效率高，计算机控制易于实现自动化。

激光几乎可对所有零件（如活塞、活塞环、气门、阀座、五金工具、电子元器件等）进行打标，且标记耐磨，生产工艺易实现自动化，被标记部件变形小。图14-31 所示为激光打标工艺品。

图14-31　激光打标作品

1.激光打标的基本原理

打标的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或者是通过光能作用导致表层物质的化学物理变化而“刻”出痕迹，显示出所需刻蚀的图形、文字。光纤激光打标机采用扫描法打标，将激光束入射到两反射镜上，利用计算机控制扫描电动机带动反射镜分别沿X、Y轴转动，激光束聚焦后到被标记的工件上，从而形成了激光标记的痕迹。

2.激光器简介

激光器由封闭在泵浦腔中的工作介质和泵浦源构成。泵浦源将工作介质从能量基态“泵浦”到激发态。如果在两激发能级间实现“粒子数反转”，则可产生受激辐射（即光子），通过在光学谐振腔中谐振（来回反射）得到放大，其中一部分放大了的电磁辐射输出，形成激光。激光器的工作介质可以是气体、液体或固体。大多数气体激光器的工作介质由原子、分子或两者的混合组成。固体激光器的工作介质由原子或掺杂在某些晶体中的离子组成，而液体激光器的工作介质由溶解在液体中的大分子量的分子组成。在特定的泵浦条件下，所有这些工作介质都可以实现“粒子数反转”，并产生某一波长的激光输出。(www.xing528.com)

光纤激光打标机采用当今最先进的脉冲光纤激光器。光纤激光器是在光纤放大器的基础上发展起来的。光纤放大器是利用掺杂了稀土元素的光纤，再加上一个恰当的反馈机制便形成了光纤激光器。掺杂稀土元素的光纤就充当了光纤激光器的增益介质。在光纤激光器中有一根非常细的光纤纤芯，由于外泵浦光的作用，在光纤内便很容易形成高功率密度，从而引起激光工作物质能级的粒子数反转。通常采用光纤光栅作为光纤激光器的谐振腔。利用包层、并行泵浦技术，将多个激光二极管同时耦合至包层光纤上，可以获得较高功率的激光输出。

图14-32　镭神CLS8100高精度激光打标机

3.激光打标设备

CLS8100 高精度数控光纤激光打标机是集激光、计算机、自动控制、精密机械技术为一体的高科技产品。该打标机采用高性能进口数字振镜扫描系统方式，速度快，精度高，能长时间工作；能在大多数金属材料及部分非金属材料，如硅、橡胶、环氧、陶瓷、大理石等材料进行刻写或制作难以仿制的永久性防伪标记。图14-32 所示为镭神CLS8100 高精度数控光纤激光打标机，表14-6 所示为激光打标机的主要参数。

表14-6　激光打标机主要参数

激光打标机主要由激光电源、光纤激光器、振镜扫描系统、聚焦系统和计算机控制系统组成。

注意：光纤激光打标机采用的激光器属于四类激光器，如使用不当会对人体产生伤害，应避免眼睛或皮肤直接暴露于激光辐射中。

4.激光打标软件

打标软件Ezcad2.7.6 能对激光功率和脉冲频率实行实时控制。标记内容可以是文字、图形、图片、序列号及其组合，并可在打标软件中直接输入、编辑，也可由AutoCAD 或Corel DRAW 等图形软件编辑，通过计算机控制输入与输出；兼容常用的图像格式BMP、JPG、GIF、PNG、TIF 等，具有强大的填充功能，支持环形填充，可以为不同对象设置不同的加工参数。