激光打標技術的做法一、激光打標技術概述

激光打標技術是一種利用激光束在材料表面產生物理或化學變化，從而實現(xiàn)永久性標記的技術。該技術廣泛應用于工業(yè)制造、電子產品、醫(yī)療器械、包裝印刷等領域。其核心原理是通過高能量密度的激光束照射材料表面，使材料發(fā)生熔化、氣化、燒蝕或顏色變化，形成可見或不可見的標記。

二、激光打標設備與材料

（一）激光打標設備

1.激光器類型

(1)CO2激光器：適用于非金屬材料的打標，如木材、塑料、皮革等。

(2)氦氖激光器：適用于金屬材料的打標，分辨率高，但功率較低。

(3)氬離子激光器：適用于半導體和金屬材料的打標，打標質量好。

(4)激光二極管：成本較低，適用于小型設備，打標速度較快。

2.打標系統(tǒng)組成

(1)激光器：產生激光束的核心部件。

(2)光路系統(tǒng)：包括反射鏡、透鏡等，用于控制激光束的傳輸和聚焦。

(3)控制系統(tǒng)：通過計算機軟件控制激光束的掃描路徑和打標參數(shù)。

(4)工作臺：用于固定待打標材料。

（二）打標材料

1.非金屬材料

(1)塑料：如ABS、PMMA、PC等，打標效果清晰，成本較低。

(2)木材：適用于家具、工藝品等，打標后表面光滑。

(3)皮革：適用于服裝、鞋類，打標后顏色均勻。

2.金屬材料

(1)黑色金屬：如不銹鋼、碳鋼等，打標效果持久，但需要較高能量。

(2)有色金屬：如鋁合金、銅等，打標前需進行表面處理以提高對比度。

三、激光打標操作步驟

（一）設備準備

1.檢查激光器工作狀態(tài)，確保激光束穩(wěn)定。

2.連接電源和控制系統(tǒng)，開機預熱設備。

3.調整光路系統(tǒng)，確保激光束聚焦準確。

（二）參數(shù)設置

1.選擇合適的激光器類型，根據材料特性調整功率和速度。

(1)塑料材料：功率50-100W，速度100-500mm/s。

(2)金屬材料：功率200-1000W，速度50-200mm/s。

2.調整焦點位置，確保打標深度均勻。

3.設置掃描路徑和標記內容，通過軟件預覽效果。

（三）打標操作

1.固定待打標材料，確保表面平整無松動。

2.啟動打標程序，觀察激光束與材料表面的接觸情況。

3.打標完成后，檢查標記質量，如有需要可進行調整。

4.關閉設備，清理工作區(qū)域，確保安全。

四、注意事項

（一）安全防護

1.操作人員需佩戴防護眼鏡，避免激光直接照射眼睛。

2.設備周圍應設置安全圍欄，防止無關人員接觸。

3.定期檢查設備，確保安全裝置完好。

（二）維護保養(yǎng)

1.定期清潔激光器和光路系統(tǒng)，防止灰塵影響打標質量。

2.檢查電源和控制系統(tǒng)，確保設備運行穩(wěn)定。

3.根據使用頻率，定期更換耗材和易損件。

（三）質量檢測

1.定期使用標準樣品進行打標測試，確保參數(shù)設置準確。

2.檢查標記的清晰度、深度和邊緣平滑度，確保符合要求。

3.記錄打標數(shù)據，便于后續(xù)分析和改進。

**三、激光打標操作步驟**

（一）設備準備

1.**環(huán)境檢查與設置：**

*(1)確認打標工作區(qū)域通風良好，避免激光煙霧積聚。必要時，開啟排風系統(tǒng)或個人防護呼吸設備。

*(2)檢查工作臺面是否平整、干凈，并根據待打標材料特性選擇合適的墊板或夾具，確保材料固定牢固且打標區(qū)域暴露清晰。

*(3)確認設備電源連接正確，電壓符合設備要求，并檢查接地是否良好，確保設備運行安全。

2.**設備啟動與預熱：**

*(1)按照設備操作手冊規(guī)定的順序，開啟激光器電源、控制電腦、運動系統(tǒng)（如X-Y平臺、振鏡）等。

*(2)啟動激光器后，根據設備要求進行預熱。預熱時間通常在15分鐘到1小時不等，目的是使激光器內部元件達到穩(wěn)定工作溫度，從而保證激光輸出穩(wěn)定。

*(3)在預熱期間，觀察激光器工作狀態(tài)指示燈或監(jiān)控界面，確認無異常報警信息。

3.**光路系統(tǒng)調整：**

*(1)**激光束對準：**使用設備自帶的激光對準工具（通常是可調衰減器或觀察屏），將激光束精確對準工作臺中心或預定起始點。調整激光器輸出孔、反射鏡或擴束鏡，確保光斑形狀和位置準確。

*(2)**焦距調節(jié)：**將一標準測試樣板放置在工作臺中心，調整焦距調節(jié)機構（通常通過移動工作臺或調節(jié)透鏡實現(xiàn)）。使用焦距測試卡或觀察標記清晰度，找到焦點位置。理想的焦點應使打標線條最細、邊緣最清晰。記錄下此焦距位置。

*(3)**掃描頭/鏡頭清潔：**檢查激光束傳輸路徑上的反射鏡、分束鏡、擴束鏡及聚焦透鏡表面。如有灰塵、油污，使用專用鏡頭紙或無絨布蘸取少量專用清潔劑（如異丙醇）輕輕擦拭。避免使用普通紙巾或水，以免劃傷鏡面。

（二）參數(shù)設置

1.**選擇與配置激光參數(shù)：**

*(1)**激光類型選擇：**根據打標材料（如金屬、塑料、木材、皮革等）和所需效果（如深刻、淺蝕、顏色變化等），在控制軟件中選擇對應的激光器類型（CO2、光纖、半導體等）。

*(2)**功率/能量設置：**這是最關鍵的參數(shù)之一，直接影響打標深度和速度。

***金屬打標：**通常需要較高功率?？赏ㄟ^試驗調整，一般從推薦功率上限開始，逐步降低，直至獲得滿意的打標效果（如清晰的凹陷或顏色變化）。例如，打標不銹鋼，功率可能在50-200W范圍內，具體取決于材料厚度和打標深度要求。

***非金屬打標：**功率設置相對較低。需根據材料類型調整，避免過熱導致材料變形或燒焦。例如，打標亞克力，功率可能在10-50W范圍內。

*(3)**掃描速度設置：**掃描速度影響打標所需時間和打標深度。

***高速：**打標時間短，但打標深度通常較淺，適用于淺層蝕刻或大面積快速標記。

***低速：**打標時間長，但能形成更深的刻痕或更強的顏色變化，適用于需要高深度的標記。

*速度設置需與功率配合。通常在獲得初步打標效果后，通過調整速度優(yōu)化時間和深度。例如，打標PC材料，速度可能在100-1000mm/s范圍內嘗試。

*(4)**頻率設置：**主要影響非金屬材料的打標效果，特別是顏色變化打標。頻率高則線條更細密，顏色更均勻；頻率低則線條較粗。根據需要調整。

2.**焦點位置確認：**

*(1)在調整好焦距的基礎上，確認焦點位置是否與打標區(qū)域中心一致。可移動樣板或微調焦距調節(jié)機構進行微調。

*(2)對于需要精確深度控制的應用，可能需要使用深度測量工具輔助確認焦點高度。

3.**軟件參數(shù)配置：**

*(1)**導入或創(chuàng)建圖形：**將需要打標的文字、圖案或條碼等圖形文件導入控制軟件，或使用軟件自帶的繪圖工具創(chuàng)建。

*(2)**排版與定位：**根據實際需求，在軟件中調整圖形的尺寸、方向、位置，確保打標在材料上的布局符合要求?？墒褂密浖臏y量工具輔助精確定位。

*(3)**添加輔助參數(shù)（如適用）：**對于某些特殊打標效果（如漸變、旋轉打標），在軟件中設置相應的運動參數(shù)。

*(4)**預覽與模擬：**啟動軟件的預覽功能，觀察激光掃描路徑是否正確，參數(shù)設置是否合理，標記效果是否符合預期。檢查是否有碰撞風險。

（三）打標操作

1.**材料放置與固定：**

*(1)將準備好的待打標材料放置在調整好的工作臺中心位置。

*(2)使用合適的夾具、墊板或定位銷等將材料牢固固定，防止打標過程中材料移動，導致標記偏移或失敗。確保打標區(qū)域平整無障礙物。

2.**啟動打標程序：**

*(1)在確認所有參數(shù)設置無誤、材料固定良好的情況下，點擊軟件中的“開始打標”或類似按鈕。

*(2)觀察設備運行狀態(tài)，包括激光輸出、運動平臺移動、標記形成過程等。

3.**過程監(jiān)控與調整：**

*(1)**初步打標觀察：**打標一小塊區(qū)域作為測試樣本。仔細檢查標記的清晰度、深度、邊緣質量、顏色效果等是否符合要求。

*(2)**參數(shù)微調：**如果測試結果不理想，暫停程序，根據實際情況微調功率、速度、頻率等參數(shù)，然后重新進行測試，直至獲得滿意效果。這是一個反復試驗和優(yōu)化的過程。

*(3)**全程監(jiān)控：**在批量打標時，應持續(xù)監(jiān)控設備運行狀態(tài)和打標效果，尤其在長時間連續(xù)工作時，注意觀察激光輸出是否穩(wěn)定，有無異常氣味或聲音。

4.**完成與取件：**

*(1)當一批材料打標完成后，停止打標程序，關閉激光器。

*(2)小心取下已打標材料，注意避免劃傷標記表面。

*(3)清理工作臺面和周圍區(qū)域，將工具歸位。

**四、注意事項**

（一）安全防護

1.**個人防護裝備（PPE）：**

*(1)**眼部防護：**必須佩戴由激光安全專家認證的、針對相應激光波長（如CO2激光的1.064μm、光纖激光的1.064μm、紫外激光的351nm/385nm等）和激光等級（Class3R,Class4等）設計的防護眼鏡。切勿使用普通眼鏡代替。

*(2)**皮膚防護：**避免激光直接照射或反射到皮膚上。操作人員應穿著長袖衣物，必要時佩戴防激光手套。激光打標區(qū)域附近應避免人員隨意走動。

*(3)**呼吸防護：**在可能產生粉塵、煙霧或氣溶膠的環(huán)境中（如打標金屬、木材），應佩戴合適的呼吸防護裝置（如防塵口罩、帶有機蒸氣濾盒的呼吸器）。

2.**工作區(qū)域安全：**

*(1)**警示標識：**在激光打標設備操作區(qū)域設立明顯的激光警告標識，告知他人存在激光輻射風險。

*(2)**安全圍欄/區(qū)域：**根據設備等級和安全標準，設置物理圍欄或隔離區(qū)域，限制非授權人員進入。確保門禁系統(tǒng)有效。

*(3)**防止反射：**注意環(huán)境中可能產生激光反射的表面（如鏡子、光滑金屬、水面），并采取措施（如遮蓋、吸收材料）減少意外反射風險。

3.**設備操作規(guī)范：**

*(1)**開機順序：**嚴格按照設備規(guī)定的開機順序操作（通常先開輔助氣，再開激光器，最后開控制系統(tǒng)）。

*(2)**關機順序：**嚴格按照設備規(guī)定的關機順序操作（通常先關控制系統(tǒng)，再關激光器，最后關輔助氣）。

*(3)**異常處理：**熟悉設備緊急停機按鈕的位置和使用方法。如遇設備故障、異常氣味、煙霧或激光輸出不穩(wěn)定等情況，應立即按下緊急停機按鈕，切斷電源，并報告處理。

（二）維護保養(yǎng)

1.**日常清潔：**

*(1)每天打標結束后，使用干凈的軟布擦拭設備外殼、工作臺面。

*(2)定期（如每周）使用壓縮空氣或專用吹塵器清理設備內部積塵，特別是散熱風扇、導軌、運動軸等部位。注意避免使用壓縮空氣直接吹向激光器核心部件。

*(3)定期清潔過濾網、排氣口等，確保通風和排煙順暢。

2.**定期檢查與校準：**

*(1)**光路檢查：**定期（如每月）檢查激光束路徑上的鏡片、反射鏡是否有劃痕、污漬或損壞，必要時進行清潔或更換。

*(2)**運動系統(tǒng)檢查：**定期檢查工作臺面平整度、導軌潤滑情況、運動軸的平穩(wěn)性和精度，進行必要的調整或潤滑。

*(3)**焦距校準：**定期（如每季度或根據使用頻率）使用標準樣板校準焦距，確保打標深度的一致性。

*(4)**軟件校準：**定期檢查控制軟件的坐標系統(tǒng)與實際設備運動是否一致，必要時進行軟件校準。

3.**耗材更換：**

*(1)**空氣/輔助氣體：**根據設備類型和使用情況，定期檢查并更換或補充輔助氣體（如壓縮空氣、氮氣、氧氣等），確保打標效果和設備運行穩(wěn)定。

*(2)**保護鏡片：**根據激光輸出功率和污染情況，定期檢查并更換激光器前端和聚焦鏡片上的保護鏡（如鍺鏡、硫化鋅鏡等），防止過載燒毀。

*(3)**其他易損件：**根據設備運行時間和磨損情況，檢查并更換其他易損件，如導軌滑塊、皮帶、電機等。

（三）質量檢測

1.**標準樣品測試：**

*(1)**定期性：**每天打標開始前、更換參數(shù)后、長時間停機后重新啟動后，都應使用標準樣品進行打標測試。

*(2)**測試內容：**測試標記的清晰度、對比度、邊緣平滑度、深度、尺寸精度等關鍵指標。

*(3)**記錄：**記錄每次測試的結果，與標準要求進行對比，確保打標質量穩(wěn)定。

2.**外觀與性能檢查：**

*(1)**標記質量：**仔細目視檢查標記是否完整、無斷線、無模糊、無毛刺等缺陷。對于顏色打標，檢查顏色均勻性、飽和度。

*(2)**深度測量：