[科普中國(guó)]-激光打標(biāo)機(jī)

激光打標(biāo)機(jī)（laser marking machine）是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，從而刻出精美的圖案、商標(biāo)和文字，激光打標(biāo)機(jī)主要分為，CO2激光打標(biāo)機(jī)，半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)、光纖激光打標(biāo)機(jī)和YAG激光打標(biāo)機(jī)，激光打標(biāo)機(jī)主要應(yīng)用于一些要求更精細(xì)、精度更高的場(chǎng)合。應(yīng)用于電子元器件、集成電路（IC）、電工電器、手機(jī)通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車(chē)配件、塑膠按鍵、建材、PVC管材。

基本原理激光打標(biāo)是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是通過(guò)表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過(guò)光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字1。

組成結(jié)構(gòu)激光電源

光纖激光打標(biāo)機(jī)激光電源是為光纖激光器提供動(dòng)力的裝置，其輸入電壓為AC220V的交流電。安裝于打標(biāo)機(jī)控制盒內(nèi)。

光纖激光器

光纖激光打標(biāo)機(jī)采用進(jìn)口脈沖式光纖激光器，其輸出激光模式好使用壽命長(zhǎng)，被設(shè)計(jì)安裝于打標(biāo)機(jī)機(jī)殼內(nèi)。

振鏡掃描系統(tǒng)

振鏡掃描系統(tǒng)是由光學(xué)掃描器和伺服控制二部分組成。整個(gè)系統(tǒng)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新工作原理設(shè)計(jì)和制造。

光學(xué)掃描器采用動(dòng)磁式偏轉(zhuǎn)工作方式的伺服電機(jī)。具有掃描角度大、峰值力矩大、負(fù)載慣量大、機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。精密軸承消隙機(jī)構(gòu)提供了超底軸向和徑向跳動(dòng)誤差；“電子扭力棒”取代傳統(tǒng)彈性材料扭力棒，大大提高了使用壽命和長(zhǎng)期工作的可靠性；任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗，又減少了器件的發(fā)熱效應(yīng)，省卻了恒溫裝置；先進(jìn)的高穩(wěn)定性精密位置檢測(cè)傳感技術(shù)提供高線性度、高分辨率、高重復(fù)性、低漂移的性能。

光學(xué)掃描器分為X方向掃描系統(tǒng)和Y方向掃描系統(tǒng)，每個(gè)伺服電機(jī)軸上固定著激光反射鏡片。每個(gè)伺服電機(jī)分別由計(jì)算機(jī)發(fā)出數(shù)字信號(hào)控制其掃描軌跡。

聚焦系統(tǒng)

聚焦系統(tǒng)的作用是將平行的激光束聚焦于一點(diǎn)。主要采用f-θ透鏡，不同的f-θ透鏡的焦距不同，打標(biāo)效果和范圍也不一樣，光纖激光打標(biāo)機(jī)選用進(jìn)口高性能聚焦系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)配置的透鏡焦距f=160mm，有效掃描范圍Φ110mm。用戶(hù)可根據(jù)需要選配型號(hào)的透鏡。

可選配的F-θ透鏡有：

f=100mm，有效聚焦范圍Φ65mm。

f=160mm，有效聚焦范圍Φ110mm。

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是整個(gè)激光打標(biāo)機(jī)控制和指揮的中心，同時(shí)也是軟件安裝的載體。通過(guò)對(duì)聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對(duì)工件打標(biāo)處理。

光纖激光打標(biāo)機(jī)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要包括機(jī)箱、主板、CPU、硬盤(pán)、內(nèi)存條、D/A卡、軟驅(qū)、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等。

特點(diǎn)公認(rèn)的原理是兩種：

“熱加工”具有較高能量密度的激光束（它是集中的能量流），照射在被加工材料表面上，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過(guò)程，從而使材料表面（或涂層）溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。

“冷加工”具有很高負(fù)荷能量的（紫外）光子，能夠打斷材料（特別是有機(jī)材料）或周?chē)橘|(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，至使材料發(fā)生非熱過(guò)程破壞。這種冷加工在激光標(biāo)記加工中具有特殊的意義，因?yàn)樗皇菬釤g，而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離，因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如，電子工業(yè)中使用準(zhǔn)分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜，在半導(dǎo)體基片上開(kāi)出狹窄的槽。

不同標(biāo)記方法的比較

與噴墨打標(biāo)法相比，激光打標(biāo)雕刻的優(yōu)越性在于：應(yīng)用范圍廣，多種物質(zhì)（金屬、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等）均可打上永久的高質(zhì)量標(biāo)記。對(duì)工件表面無(wú)作用力，不產(chǎn)生機(jī)械變形，對(duì)物質(zhì)表面不產(chǎn)生腐蝕。

產(chǎn)品應(yīng)用

可雕刻多種非金屬材料。 用于服裝輔料、醫(yī)藥包裝、酒類(lèi)包裝、建筑陶瓷、飲料包裝、織物切割、橡膠制品、外殼銘牌、工藝禮品、電子元件、皮革等行業(yè)。

1.可雕刻金屬及多種非金屬材料。更適合應(yīng)用于一些要求精細(xì)、精度高的產(chǎn)品加工。

2.應(yīng)用于電子元器件、集成電路（IC）、電工電器、手機(jī)通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車(chē)配件、塑膠按鍵、建材、PVC管材、醫(yī)療器械等行業(yè)。

3.適用材料包括：普通金屬及合金（鐵、銅、鋁、鎂、鋅等所有金屬），稀有金屬及合金（金、銀、鈦），金屬氧化物（各種金屬氧化物均可），特殊表面處理（磷化、鋁陽(yáng)極化、電鍍表面），ABS料（電器用品外殼，日用品），油墨（透光按鍵、印刷制品），環(huán)氧樹(shù)脂（電子元件的封裝、絕緣層）。

常見(jiàn)類(lèi)型市面上最常見(jiàn)的激光打標(biāo)機(jī)主要以CO2激光打標(biāo)機(jī)以及YAG激光打標(biāo)機(jī)為主，后來(lái)YAG激光打標(biāo)機(jī)逐步被半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)所取代，成為激光打標(biāo)機(jī)市場(chǎng)占有量最多的一種機(jī)型，另外還有高端些的端面泵浦激光打標(biāo)機(jī)，光纖激光打標(biāo)機(jī)，紫外激光打標(biāo)機(jī)等。

隨著科技發(fā)展，電子行業(yè)內(nèi)光纖激光打標(biāo)機(jī)越來(lái)越被更多人的接受，其特點(diǎn)非常明顯：一體化設(shè)計(jì)，體積小、功耗低、長(zhǎng)壽命、高效率、免維護(hù)，具有高質(zhì)量的激光束，光斑精細(xì)、不需耗材。

產(chǎn)品分類(lèi)按激光器激光打標(biāo)機(jī)按照激光器不同可分為：CO2激光打標(biāo)機(jī)，半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)，YAG激光打標(biāo)機(jī)，光纖激光打標(biāo)機(jī)。按照激光可見(jiàn)度不同分為：紫外激光打標(biāo)機(jī)（不可見(jiàn)）、綠激光打標(biāo)機(jī)（可見(jiàn)激光）、紅外激光打標(biāo)機(jī)（不可見(jiàn)激光）。

按波長(zhǎng)按照激光波長(zhǎng)的不同可分為：深紫外激光打標(biāo)機(jī)（ 266 nm ）、綠激光打標(biāo)機(jī)（ 532nm ）、燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)（1064nm）、半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標(biāo)機(jī)、半導(dǎo)體端泵YAG激光打標(biāo)機(jī)（1064nm ）、光纖激光打標(biāo)機(jī)（1064nm）、CO2激光打標(biāo)機(jī)（10.64um）。

區(qū)分激光波長(zhǎng)不同

1.深紫外激光打標(biāo)機(jī)： 266 nm；

2.綠激光打標(biāo)機(jī)： 532nm；

3.燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)：1064nm；

4.半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標(biāo)機(jī)、半導(dǎo)體端泵YAG激光打標(biāo)機(jī)：1064nm；

5.光纖激光打標(biāo)機(jī)：1064nm；

6.CO2激光打標(biāo)機(jī)：10.64um。

工作原理不同

1.燈泵浦YAG激光打標(biāo)機(jī)： 采用氪燈作為能量源（激勵(lì)源），ND：YAG作為產(chǎn)生激光的介質(zhì)，發(fā)出特定波長(zhǎng)可以促使工作物質(zhì)生產(chǎn)能級(jí)躍遷釋放出激光，將激光能量放大后就形成對(duì)材料加工的激光束。

2.CO2激光打標(biāo)機(jī)： 采用CO2氣體充入放電管作為產(chǎn)生激光的介質(zhì)，在電極上加高電壓，放電管中產(chǎn)生輝光放電，致使使氣體分子釋放出激光，將激光能量放大后就形成對(duì)材料加工的激光束。

3.半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標(biāo)機(jī)：使用波長(zhǎng)為 808nm 半導(dǎo)體激光二極管泵浦 Nd: YAG 介質(zhì)，使介質(zhì)產(chǎn)生大量的反轉(zhuǎn)粒子在Q開(kāi)關(guān)的作用下形成波長(zhǎng)1064nm 的巨脈沖激光輸出，電光轉(zhuǎn)換效率高。

4.半導(dǎo)體端泵YAG激光打標(biāo)機(jī)：直接從激光晶體的端面將半導(dǎo)體泵浦光（808nm）泵入，經(jīng)光學(xué)鏡組輸出產(chǎn)生激光。使行光轉(zhuǎn)換效率大大提高。

5.光纖激光打標(biāo)機(jī)：由光纖直接輸出激光。

6.綠色激光打標(biāo)機(jī)：綠光激光打標(biāo)機(jī)是采用國(guó)際上最先進(jìn)的使用波長(zhǎng)為532nm的激光泵浦技術(shù)（側(cè)面泵浦或端面泵浦）研制而成。

標(biāo)記范圍1.CO2激光打標(biāo)機(jī)：主要用于非金屬（木頭、亞克力、紙張 、皮革等），價(jià)格便宜。

2.綠激光打標(biāo)機(jī)、紫外激光打標(biāo)機(jī)：主要用于高端極精細(xì)IC等產(chǎn)品。價(jià)格較高，產(chǎn)品定制為主。

3.燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)：主要用于金屬、塑膠等低要求產(chǎn)品，激光打標(biāo)機(jī)價(jià)格適中。

4.半導(dǎo)體側(cè)泵激光打標(biāo)機(jī)：與燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)使用面相同，但較穩(wěn)定，價(jià)格適中。

5.半導(dǎo)體端泵激光打標(biāo)機(jī)：與燈泵YAG激光打標(biāo)機(jī)使用面相同，穩(wěn)定且省電，但用于高端產(chǎn)，價(jià)格較高。

6.光纖激光打標(biāo)機(jī)：打標(biāo)精細(xì)、省電、免維護(hù)，用于手機(jī)、按鍵等高端產(chǎn)品。價(jià)格高。

半導(dǎo)體型其發(fā)光源采用的是半導(dǎo)體列陣，所以光轉(zhuǎn)換效率非常高，達(dá)到40%以上；熱耗損低，無(wú)需單獨(dú)配備冷卻系統(tǒng)；耗電少，1800W/H左右。整機(jī)性能非常穩(wěn)定，屬于免維護(hù)產(chǎn)品，整機(jī)免維護(hù)時(shí)間可達(dá)到150000小時(shí)，相當(dāng)于10年免維護(hù)，沒(méi)有氪燈的更換，無(wú)耗材。

基礎(chǔ)配置及技術(shù)規(guī)格：

型號(hào)項(xiàng)目 CCC-DP50

激光器 CCC-DP50（相干激光模塊）

掃描振鏡 YAG-16mm鏡片

聚焦透鏡 1064-110

Q開(kāi)關(guān) 英國(guó)Gooch & Housego

控制軟件專(zhuān)業(yè)激光標(biāo)記軟件for Windows98/2000/XP

冷卻系統(tǒng) 水冷

工作方式 靜態(tài)標(biāo)記字體 50種以上的標(biāo)準(zhǔn)字體，并特殊設(shè)計(jì)手寫(xiě)字體輸入功能

輸入電源 220V AC 50Hz

激光輸出功率 0-50W

打標(biāo)頻率0.5－50KHZ

整機(jī)功率 1500W

打標(biāo)線寬 0.02mm

標(biāo)刻深度 ≤3毫米（視材料可調(diào)）標(biāo)刻速度 ≤7000㎜/s

最小字符 0.2mm

打標(biāo)范圍 標(biāo)準(zhǔn)：110mm×110mm備 注 精密三維升降操作臺(tái)1

CO2型功能特點(diǎn)：

1.采用CO2氣體激光管、擴(kuò)束聚焦光學(xué)系統(tǒng)和高速振鏡掃描器，性能穩(wěn)定，長(zhǎng)壽命，免維護(hù)

2.可廣泛用于電子元器件，電氣零部件、醫(yī)藥、食品、工藝品、皮革制品、塑膠制品等行業(yè)

3.該機(jī)可單機(jī)使用也可以安裝在流水線上聯(lián)合使用

4.打印效果和打標(biāo)速度能夠滿(mǎn)足現(xiàn)代化大生產(chǎn)高效、高速、高可靠的要求

（1）該機(jī)的專(zhuān)業(yè)打標(biāo)控制軟件是基于矢量圖形打標(biāo)的軟件系統(tǒng)，支持Autocad、photoshop等后臺(tái)軟件，系統(tǒng)功能強(qiáng)大、易于掌握

（2）在晶體管、片式元器件、IC、陶瓷電容、熱敏電阻等上標(biāo)刻商標(biāo)型號(hào)等，字符清晰美觀，不會(huì)磨損;

CO2激光標(biāo)刻機(jī)應(yīng)用范圍：

該機(jī)應(yīng)用廣泛，可雕刻絕大部分非金屬材料：紙張、皮革、木器、塑料、有機(jī)玻璃、布料、亞克力、木竹、橡膠、水晶、玉石、陶瓷、玻璃及人造石等等。

技術(shù)參數(shù)：

激光波長(zhǎng)： 10.64μm

激光重復(fù)頻率： 5-20kHz

標(biāo)準(zhǔn)雕刻范圍： 110mm×110mm

雕刻深度： ≤5mm

雕刻線速： ≤7000mm/s

最小線寬： 0.1mm 最小字符： 0.4mm

重復(fù)精度： ±0.001mm

整機(jī)功率： 250W

激光功率： 10W,30W,50W,100W

YAG振鏡型性能特點(diǎn)

利用高速掃描鏡片可以在很短的時(shí)間完成圖像掃描，完成精美的標(biāo)記；設(shè)計(jì)合理，做工精細(xì)，外觀高檔；可根據(jù)用戶(hù)要求配置數(shù)控旋轉(zhuǎn)頭、自動(dòng)夾具、上下料生產(chǎn)線；自動(dòng)完成日期、流水號(hào)，可標(biāo)刻條型碼；可進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊、聯(lián)網(wǎng)。

應(yīng)用范圍

適用于各種金屬、金屬氧化物、玻璃、塑料等，應(yīng)用于軸承、芯片、手機(jī)按鍵、鐘表、不銹鋼餐具、鉆頭、電器面板、電表盤(pán)、U盤(pán)、電腦鍵盤(pán)、電池、電子、通訊、電器、儀表、工具、精密儀器、飾品、鐘表眼鏡、五金水暖、建材、汽配等。

技術(shù)指標(biāo)

配置 YAG激光器、振鏡頭、進(jìn)口聲光Q開(kāi)關(guān)及驅(qū)動(dòng)器、連續(xù)激光電源、

F-θ鏡、工業(yè)冷水機(jī)、電腦（可自備）；

主機(jī) 寬240×深1280×高1200（mm）

控制柜 寬590×深560×高800（mm）

冷水機(jī) 寬540×深700×高900（mm）

激光功率 50W

激光波長(zhǎng) 1064nm

打標(biāo)范圍 100×100(mm) 150×150(mm) 300×300(mm)

打標(biāo)速度 5m/s

打標(biāo)深度 0.3mm以?xún)?nèi)（視材料）

最小線寬 0.05mm

重復(fù)精度 0.02mm

光纖型光纖激光打標(biāo)機(jī)特點(diǎn)

纖激光器分為兩大類(lèi)產(chǎn)品：連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器。 按照功率大小有：連續(xù)5W、10W、20W至400W、1000W以上；脈沖10W、15W、20W、25W、30W至50W。 光纖激光打標(biāo)機(jī)為當(dāng)今國(guó)際上最先進(jìn)激光標(biāo)記設(shè)備，具有光束質(zhì)量好，體積小、速度快、工作壽命長(zhǎng)、安裝靈活方便以及免維護(hù)等特點(diǎn)。廣泛用于是集成電路芯片、電腦配件、工業(yè)軸承、鐘表、電子及通訊產(chǎn)品、航天航空器件、各種汽車(chē)零件、家電、五金工具、模具、電線電纜、食品包裝、首飾、煙草以及軍用事等眾多領(lǐng)域圖形和文字的標(biāo)記，以及大批量生產(chǎn)線作業(yè)。光纖激光器，國(guó)際最新型，最可靠結(jié)構(gòu)，體積小巧（約410*200*270mm），耗電量小，無(wú)高電壓無(wú)需龐大的水冷系統(tǒng)（僅需約300W），光束質(zhì)量高，接近理想光束，USB接口輸出控制，光學(xué)掃描振鏡，激光重復(fù)頻率高，高速無(wú)畸變。

光纖激光打標(biāo)機(jī)參數(shù)

波長(zhǎng)：1064nm

激光器：全封閉（雙包層）光纖脈沖激光器

最大激光功率：10W / 20W

刻寫(xiě)范圍：∮100（標(biāo)配），可選∮200∮300

刻寫(xiě)速度：