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3D激光打标机技术深度原理解析

  一、3D激光打标机的诞生

  3D激光打标是激光表面凹陷加工方式,与传统2D激光打标相比,3D打标对加工对象的表面平整度要求已经大幅度降低,可加工的效果更丰富多彩,更多的有创意的加工工艺应运而生。3D激光打标技术蓬勃发展,在行业内受到大量关注,部分具有前瞻性眼光的行业企业也在加紧进行3D激光打标产品的研发;在未来的数年内来看,激光打标必将由2D逐渐过渡到3D,3D激光打标必将深入到人们生活的各个领域。

  二、3D激光打标的原理

  利用高能量密度的激光对工件进行局部照射,使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应,从而留下永久性标记。激光打标可以标记出各种文字、符号和图案等,字符大小甚至可达到微米量级。用于激光打标的激光束由激光器产生,经过一系列光学传导与处理,最终通过光学镜片进行光束聚焦,然后将聚焦后的高能量光束偏转到待加工物体表面的指定位置,形成凹陷的永久痕迹。传统2D激光打标采用的是后聚焦方式,一般只能在指定范围内进行平面打标。新型3D激光打标机的问世解决了2D激光打标机长期以来这一固有的缺陷,3D激光打标机采用先进的前聚集方式,多出了动态聚焦座,这采取光原理学,类像蜡烛成像的工作原理,通过软件控制和移动动态聚焦镜,在激光被聚焦前进行可变扩束,以此改变激光束的焦距来实现对高低不同物体的准确表面聚焦加工。

  三、3D激光打标行业应用

  1、大范围刻印

  3D打标采用前聚焦光学模式,使用较大的X,Y轴偏转镜片,因此可以允许传导的激光光斑更大,聚焦精度更好,能量效果更佳;若3D打标在与2D打标在同等聚焦精度工作时,可打标范围可以更大。

  只要预先设置好工件形状,仅切换设定就可以对应不同产品位置的焦距、刻印位置和形状变化。无需多次移动工件或激光打标即可完成。

  

  图?:工件较近时也可以进行对应 图?:工件较远时也可以进行对应

  2、深雕刻印

  传统2D打标进行物体表面深雕存在固有的缺陷,随着雕刻过程中激光焦点的上移,作用在物体实际表面的激光能量会急剧的下降,严重影响了深雕的效果和效率。对于传统的深雕做法是电动方式在雕刻过程中每隔一定时间将升降台移动一定高度以保证激光表面聚焦良好。3D打标进行深雕加工,不存在上述问题,既保证了效果,又提升了效率,同时省去了电动升降台的成本

  

  2D焦距固定方式 3D自动调焦方式

  随着激光刻划的进行,被加工面渐渐远离焦点,进人无法完全传递能量的状态。在进行刻划的同时自动调整焦距。对加工面始终以最高密度能量进行刻印。

  3、高低面刻印

  在目前的传统2D打标模式中,工件必须置于同一平面上,并且加工面也必须在同一平面上,才能实现一次成型的标刻。运用3D激光打标机的特性,能够实现在工件有高度落差的情况下,一次成型的打标,即使在斜型坡度上,也可以保持加工的一致性,使加工内容不变形、不形成色差。极大的方便了立体结构的工件的雕刻,减少了工艺的工序,提升了打标的效率。

  

  2D高低面刻印方式 3D自动调焦方式

  4、任意曲面刻印

  由于3D打标可以迅速的改变激光焦距和激光束位置,因此以往2D不能实现的曲面打标成为可能。使用3D以后,一定弧度内的圆柱打标可以一次完成,大大提升了加工效率。再者,在现实生活中,许多零件的表面形状并不规则,有些零件表面高度差异还颇大,对于2D打标加工就真的无能为力了,此时,3D打标的优势会显得更加明显。

  

  5、彩雕刻印

  在同一个平面,可以实现打黑打白,甚至多色打标,效果更加丰富。对于一般金属表面打黑,例如阳极氧化铝的做法,通常是在合适能量下使用较高频率脉冲,在一定的离焦的情况下进行打标,离焦距离明显影响激光在材料表面的能量分布和颜色效果。对于一般的2D打标用户,即使无需曲面打标等高级特性,3D打标机能进行多灰度多色效果的平面加工也是很有意义的。

  

  四、3D激光打标概述

  3D激光打标机采用进口核心器件,配置高速、高精度3D振镜,结合我公司自主开发的3D专用软件及控制系统,完美实现对任意曲面工件的精细加工,无离焦点现象;也可对深度雕刻焦点实时追踪,使加工效率及质量较传统2D打标机更优。适用于任何金属(含稀有金属)、工程塑料、电镀材料、镀膜材料、喷涂材料、塑料橡胶、环氧树脂等材料的打标、深雕。能广泛应用于手机按键、塑胶透光按键、电子元器件、集成电路(IC)、电工电器、通讯产品、卫浴洁具、工具配件、刀具、眼镜钟表、珠宝首饰、汽车配件、箱包扣饰、炊具、不锈钢制品等行业。目前大多数行业对于产品的外观与实用性的需要 ,空间曲面越来越多地出现在产品设计中,对于3D激光打标机的需求也会日益增加,相信未来有一天3D激光打标机将成为市场上的主流产品,真正意义上全面实现3D标记功能,引领激光加工进入新纪元。

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