激光打标机在模具行业中的应用

激光打标机主要用于在金属、塑料等各种材料表面刻划字符及图案,在许多行业中有着广泛的应用,如在产品上打出商标、出厂日期产品序列号等。与传统打标机相比,激光打 标机属于非接触性打标,对工作面无压力,不会产生变形,对 材料表面无污染、腐蚀,并且不需要任何耗材,有着广阔的市 场前景。标刻速度、标刻质量和标刻深度是激光打标机最重 要的几项指标,下文将分析影响上述性能的若干关键因素并 给出一个高性能的软件解决方案。

一般而言,高速振镜具有非常小的转动惯量,响应时间非常短,容易实现高速高精的标刻,但这类振镜价格比较昂贵并且为了达到低转动惯量,高速振镜的镜片尺寸都比较小,相应的光圈等参数都不大,一般不能使用大功率的激光器,因而无法在高速标刻的时候保证标刻深度,若需要在被标刻物体上留下清晰的标刻痕迹(这需要足够的激光能量),则只有采取降低标刻速度的方法,丧失了高速振镜的优势。低速振镜与高速振镜的主要差别并不体现在振镜能够达到的最大标刻速度上,而是在标刻的加速度上,根据作者的实验, Nutfield公司的系列振镜中,其低速型号在标刻区域为 140×140mm2的情况下,能够达到无失真标刻的最高加速度大约为5×103m/s2,而高速型号可达到1×105m/s2,相差2 倍。由于上文所述原因,如果使用恒定线速度的方法标刻,受制于加速度限制,低速振镜只能以非常低的线速度标刻才可以保证标刻形状基本不失真,而高速振镜则可以实现高得多的标刻线速度。
 
但恒定线速度的方法显然没有充分发挥出振镜的全部性能,如果不使用恒定线速度的方法,而是采用全局速度规划[2]的方法对标刻的路径进行加减速处理,使其在标刻路径的任何位置处其加速度都不会超过振镜所能承受的最大加速度,则振镜在对长路径标刻的时候可以达到高得多的最大速度(在激光器功率允许的范围内)和平均速度。更加重要的是,这时振镜的运动轨迹和运动速度完全符合我们事先做的速度规划,我们可以正确预测在任意时刻振镜的运行速度,因此我们可以实时根据振镜速度来同步调整激光器输出功率确保无论振镜以什么速度运行,单位长度轨迹吸收的激光能量都是一样的,这样就能彻底消除标刻形状深浅不一,在起落点、尖点和拐点处过烧的问题。
 
     光纤激光器的寿命大于10万小时,以每天工作24小时每年工作365天计,其寿命也在12年以上,真正做到了免维护。
 
    光纤激光打标机体积小(只有普通计算机主机大小),用电功率<200W ,整机重量<22KG (未含计算机和非标电控台部分),采用内置风冷冷却方式,抛弃了笨重易出问题的水冷机组,甚至可以用24V的蓄电池供电,真正做到了节能和便携。

    光纤激光打标机的光斑模式非常好,单线条更细,适合做超精细的加工,20W光纤基本上涵盖了50W半导体的加工范围,加上系统集成度高,故障少,真正适合于工业加工领域的应用。配合我公司开发的高精度位图软件,可以打出精美的照片效果。

激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质,高效,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。随着现代激光标刻应用领域的不断扩展,对激光制造的设备系统小型化,高效率和集成化的要求也越来越高,新型高功率光纤激光技术的开发成功,必将对此产生极大的推动。
 
激光冲击强化是高功率密度、短脉冲的激光束与物质相互作用产生的强冲击波来改变材料表面物理及机械性能的技术。在激光冲击过程中,由于激光诱导产生的冲击波峰值应力大于材料的动态屈服应力,从而使材料产生密集、均匀以及稳定的位错结构,使金属表面发生塑性变形,并形成较深残余压应力,从而提高金属零件的强度、耐磨性、耐腐蚀性和疲劳寿命。其主要优点为:冲击压力高,强化深度达到传统的喷丸强化深度4~8倍;能够加工传统工艺不能处理的部位,如小槽、小孔以及轮廓线之类;激光冲击强化后的金属表面不产生畸变和机械损伤,无热应力损伤,不会引起相变等。
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