Исследование применения маркировки лазерного источника мощностью 5 Вт 355 на QR-коде размером менее 1x1 мм

Как современный метод точной обработки, технология лазерной маркировки имеет беспрецедентные преимущества по сравнению с традиционными методами обработки, такими как коррозионная эрозия, электроэрозионная обработка, механическое скрайбирование и печать.

Спрос на прецизионную маркировку в промышленном производстве в последние годы демонстрирует положительную динамику. В частности, производство потребительских товаров премиум-класса стимулирует эту тенденцию, чтобы обеспечить высочайшее качество, такое как маркировка логотипов и сверхтонких матричных 2D-кодов для отслеживания деталей, управления качеством цепочки поставок и предотвращения пиратства продукции. Во многих случаях такие коды намеренно невидимы для потребителей, но могут считываться датчиками в процессе производства.

Лазерная маркировочная машина использует лазерный луч для постоянной маркировки поверхности различных веществ. Эффект маркировки заключается в том, чтобы обнажить глубокий материал за счет испарения поверхностного материала, чтобы выгравировать изысканные узоры, товарные знаки и символы. Лазерные маркировочные машины в основном делятся на лазерные маркировочные машины CO2, машины для лазерной маркировки полупроводников и машины для волоконной лазерной маркировки. Лазерная маркировочная машина YAG в основном используется в некоторых случаях, когда требуется более высокая точность.

Из-за этих преимуществ прецизионная лазерная маркировка все чаще используется в различных отраслях промышленности, включая микроэлектронику, полупроводники и автомобильную промышленность.

ультрафиолетовый лазер  | зеленый лазер  | Ультрафиолетовые лазеры  | ультрафиолетовый лазер dpss  | наносекундный лазер  | УФ лазерный источник  | Твердотельные лазеры

Преимущества технологии лазерной маркировки:

1. При использовании лазерной маркировки в качестве метода обработки между заготовкой и заготовкой отсутствует сила обработки. Он имеет преимущества отсутствия контакта, силы резания и небольшого термического воздействия, что обеспечивает первоначальную точность заготовки.

2. Пространственная управляемость и временная управляемость лазера очень хороши, а степень свободы для качества материала, формы, размера и среды обработки объекта обработки очень велика, и он особенно подходит для автоматической обработки и специальной обработки поверхности. обработка.

3. Лазерная маркировочная машина имеет тонкую гравировку и гравировку, а линии могут достигать порядка миллиметров до микронов. Очень сложно подделать и изменить маркировку, сделанную с помощью технологии лазерной маркировки, что чрезвычайно важно для защиты от подделки продукции.

4. Комбинация системы (системы) лазерной обработки и технологии компьютерного числового управления может сформировать эффективное оборудование автоматической обработки (shèbèi), которое может печатать различные символы, символы и узоры, простое в использовании программное обеспечение для разработки рисунков маркировки, изменения содержимого маркировки. веб-сайты, и адаптироваться к современному производству. Высокая эффективность, быстрые требования.

Для достижения таких результатов точной маркировки выбор типа лазера имеет решающее значение. Существует два общепринятых принципа лазерной маркировки: один заключается в «термической обработке» лазерным лучом с более высокой плотностью энергии (это концентрированный поток энергии), который облучается на поверхности обрабатываемого материала, а поверхность материала поглощает лазерную энергию. В зоне происходит процесс теплового возбуждения, вследствие чего температура поверхности материала (или покрытия) повышается, что приводит к метаморфозу, плавлению, абляции, испарению и другим явлениям. Другой вид «холодной обработки» заключается в использовании (ультрафиолетовых) фотонов с очень высокой энергией нагрузки для разрыва химических связей в материале (особенно в органических материалах) или окружающей среде, так что материал разрушается термическим процессом. Эта холодная обработка имеет особое значение в лазерной маркировке, потому что это не термическая абляция, а холодное шелушение, которое разрывает химические связи без побочного эффекта «термического повреждения», поэтому не затрагивает внутренний слой и прилегающие участки обрабатываемой поверхности. Производят нагрев или термическую деформацию и другие эффекты. Например, эксимерные лазеры используются в электронной промышленности для нанесения тонких пленок химических веществ на материалы подложки, создавая узкие канавки в полупроводниковых подложках.

Более низкая точность и более низкое качество лазерной маркировки в основном использует инфракрасные волоконные лазеры из-за более низкой стоимости. С другой стороны, пикосекундные и фемтосекундные возбудители ультракоротких импульсов могут генерировать результаты маркировки высочайшего качества и двумерные матричные коды практически на любом материале, но при значительно более высокой стоимости. Решением дилеммы стоимости и производительности является хорошо спроектированный импульсный УФ-наносекундный лазер.

УФ-лазерная маркировочная машина, отвечающая всем основным требованиям для маркировки сверхтонких матриц данных размером до 100 мкм. Ультрафиолетовые волны создают более мелкие детали и маркировку из-за способности фокусироваться на более узком пятне и меньшей глубине поглощения в большинстве материалов. Также доступно очень высокое качество луча, то есть круглый профиль луча с низким астигматизмом и M², что позволяет пользователям получать фокусные пятна, близкие к дифракционно-ограниченным. Типичная эллиптичность УФ-лазеров составляет <1,1, астигматизм <0,1*, а M² составляет около 1,1.

Поскольку высокое качество результатов также зависит от конкретного обрабатываемого материала, нам нужен широкий и гибкий диапазон параметров лазера, чтобы охватить широкий спектр материалов. УФ-лазерные маркеры доступны в моделях высокой энергии с УФ-диапазонами >100 мкДж и >200 мкДж при 532 нм, а также версии с более высокой мощностью до >4 Вт при 355 нм и >5 Вт при 532 нм благодаря высокой частоте повторения. удовлетворить эти потребности.

Нам также нужны расширенные возможности импульсного управления для обеспечения высококачественной обработки. Импульс по требованию (E-Pulse™) с постоянной энергией импульса обеспечивает быструю точную маркировку и обеспечивает возможности движения PSO (Приложение № 44). Возможность управления энергией импульса УФ-лазеров с обратной связью, называемая E-Track™ (о которой сообщается в Application Focus #32), позволяет точно управлять каждым лазерным импульсом, что приводит к созданию сверхтонких структур. Используя УФ-лазер, мы демонстрируем маркировку сверхтонких машиночитаемых штрих-кодов в приложениях для мобильных устройств и керамики, используемой в известково-натриевом стекле. С длинами волн УФ мы смогли генерировать точки размером менее 10 мкм, что привело к получению матрицы данных 200 мкм из 20 × 20 точек. Из-за превосходных свойств пучка УФ-лазеров мы получили эти маленькие пятна, используя гальво-зеркало, содержащее телецентрическую линзу f = 100 мм, т.е. с умеренной фокусировкой без сложных требований к позиционированию образца. Высокая скорость обработки и время маркировки ок. 100 мс может быть достигнуто для штрих-кодов 20×20 с использованием гальванического зеркала.

Еще одним приложением, требующим сверхтонкой структуры, является прямое написание логотипов. Строгие требования к качеству поверхности диктуют использование ультратонких структур, так что контраст этого логотипа создает новый и превосходный вид без ущерба для топографии поверхности. Во многих случаях поверхность должна оставаться гладкой или иметь какие-то тактильные ощущения при прикосновении человека.

В заключение следует отметить, что импульсный УФ-наносекундный лазер с привлекательной стоимостью и производительностью может эффективно генерировать ультратонкие структуры на двумерных матрицах данных, а также на различных материалах, используемых для маркировки логотипов. УФ-лазерные маркеры идеально подходят для этих требовательных приложений.