Производителям нужны четкие и долговечные метки на металле и других материалах. Маркировка, выполненная с помощью неглубокой гравировки, часто быстро тускнеет или стирается. Это может вызвать проблемы с отслеживанием продукции, поддержанием фирменного стиля и соблюдением нормативных требований. Глубокая лазерная гравировка решает эти проблемы, создавая четкие и постоянные знаки, устойчивые к износу.
Эта техника также имеет очевидные преимущества для промышленного использования. Давайте рассмотрим ее подробнее.
Что такое глубокая лазерная гравировка?
Глубокая лазерная гравировка - это процесс, при котором сфокусированный лазерный луч удаляет слои материала, создавая след под поверхностью. Лазер генерирует тепло, испаряя материал и прорезая его глубже с каждым проходом. В зависимости от материала и настроек, глубина гравировки может составлять от нескольких микрон до нескольких миллиметров.
Большая глубина гравировки делает ее устойчивой к износу, коррозии и выцветанию. Именно поэтому глубокая лазерная гравировка обычно используется для нанесения идентификационных кодов, серийных номеров и информации о безопасности, которая должна оставаться читаемой в течение многих лет. С ее помощью также можно создавать высококонтрастные логотипы и декоративные узоры, которые остаются четкими даже после частого обращения.
В отличие от этого, поверхностная гравировка затрагивает только верхний слой материала. Поначалу эти неглубокие следы могут выглядеть четкими, но они быстро изнашиваются при воздействии абразивных материалов, химикатов или тепла. Глубокая лазерная гравировка проникает под поверхность, придавая маркировке реальную прочность и долговечность.
Основные принципы глубокой лазерной гравировки
Глубокая лазерная гравировка создает долговечные следы, удаляя материал слой за слоем. Лучше всего она работает, когда вы соблюдаете баланс между мощностью, скоростью и фокусом.
Наука о взаимодействии лазеров с материалами
Лазерный луч - это концентрированная форма световой энергии. Когда он попадает на материал, энергия поглощается и превращается в тепло. Это тепло плавит, испаряет или удаляет поверхностный слой. При повторных импульсах лазер удаляет все больше материала, создавая полость, в которой формируется гравировка.
Различные материалы по-разному реагируют на лазерную энергию. Металлы, такие как нержавеющая сталь и алюминий, отражают много света, поэтому для более глубоких пропилов требуется большая мощность. Пластмассы, керамика и поверхности с покрытием по-разному поглощают энергию, что меняет скорость и глубину гравировки.
Контроль глубины и точность гравировки
Глубина гравировки регулируется настройками лазера. Мощность, частота импульсов, скорость и фокус определяют, насколько глубоко лазер прорезает материал. Более низкая скорость и высокая мощность позволяют лучу дольше оставаться на поверхности, удаляя больше слоев. Многократные проходы также позволяют увеличить глубину, не повреждая материал.
Точность достигается благодаря системам компьютерного управления, которые направляют лазер по запрограммированным траекториям. Производители могут гравировать мелкий текст, детализированные узоры и небольшие коды, которые остаются читаемыми. Современное оборудование позволяет контролировать допуски вплоть до микронов, обеспечивая высокую точность для отраслей, где требуется постоянство.
Типы лазерных систем для глубокой гравировки
Для глубокой гравировки используются различные лазерные системы, каждая из которых обладает преимуществами, подходящими для определенных материалов и областей применения. Выбор лазера влияет на скорость, глубину и качество гравировки.
Волоконные лазеры
Волоконные лазеры - самый распространенный выбор для глубокой гравировки на металлах. Они производят высокоэнергетический луч с короткой длиной волны, который хорошо поглощают такие металлы, как нержавеющая сталь, алюминий, медь и титан.
Волоконные лазеры эффективны и имеют длительный срок службы. Они могут гравировать быстро, сохраняя при этом точность. Кроме того, они способны выполнять гравировку с различной глубиной - от неглубоких поверхностных следов до глубоких пропилов, которые остаются читаемыми даже после многих лет использования.
CO₂ Лазеры
Лазеры CO₂ используют более длинную волну и лучше всего подходят для неметаллических материалов. Они хорошо работают на пластике, дереве, стекле, керамике и поверхностях с покрытием. Хотя они могут гравировать некоторые металлы с покрытиями или обработкой, они менее эффективны на голых металлах по сравнению с волоконными лазерами.
Лазеры CO₂ для глубокой гравировки идеально подходят для маркировки органических материалов. Они широко используются для брендирования, маркировки и нанесения декоративных узоров на неметаллические изделия. Эти лазеры создают гладкие края и детальные рисунки, что делает их популярными за пределами применения в тяжелых металлах.
Ультрафиолетовые и зеленые лазеры
Ультрафиолетовые и зеленые лазеры предназначены для очень тонкой детализации и минимального теплового воздействия. Благодаря более короткой длине волны они подходят для работы с такими чувствительными материалами, как пластик, стекло, полупроводники и некоторые металлы с покрытием.
Эти лазеры сосредоточены на точности, а не на скорости или глубине. Хотя они могут гравировать глубже на некоторых материалах, их основная сила заключается в создании микрогравировок с высокой четкостью.
Технологический процесс глубокой лазерной гравировки
Последовательный рабочий процесс - ключ к созданию высококачественных, повторяющихся гравюр. Тщательное выполнение каждого этапа обеспечивает наилучшие результаты.
Подготовка дизайна и настройка файлов
Процесс начинается с подготовки цифрового файла дизайна. Этот файл может содержать текст, серийные номера, штрих-коды или логотипы. Обычно используются векторные форматы, такие как DXF, AI или SVG, поскольку они позволяют точно контролировать формы и линии.
После того как дизайн готов, он импортируется в программное обеспечение для управления лазером. Настраиваются такие параметры, как глубина гравировки, расстояние между линиями и форма заливки. Правильная настройка обеспечивает точное перенесение рисунка на материал без искажений.
Калибровка и настройка оборудования
Перед началом гравировки станок необходимо откалибровать. Оператор настраивает фокус, мощность и скорость лазера в зависимости от типа и толщины материала. Правильная фокусировка обеспечивает максимальную интенсивность попадания луча на поверхность, улучшая глубину и эффективность.
Затем заготовка фиксируется для предотвращения перемещения. Часто используются приспособления, зажимы или специальные зажимные приспособления, особенно при крупносерийном производстве. Этот этап помогает сохранить последовательность и избежать ошибок при гравировке.
Техника многопроходной гравировки
Глубокая гравировка обычно требует нескольких проходов. Каждый проход снимает тонкий слой материала, позволяя лазеру резать глубже, не вызывая теплового повреждения. Многократные проходы также помогают сохранить острые края и предотвратить появление трещин на поверхности.
Настройки можно регулировать между проходами для уточнения глубины и детализации. Например, на начальных этапах можно использовать более высокую мощность и низкую скорость, а на завершающих - более низкую мощность и высокую скорость. Такой подход улучшает глубину и качество поверхности.
Постобработка и обработка поверхности
После гравировки часто требуется последующая обработка. Очистка удаляет мусор, сажу или оксидные слои, оставленные лазером. Обычные методы включают чистку щеткой, ультразвуковую очистку или сжатым воздухом.
Некоторые приложения также используют обработка поверхности для повышения контрастности или защиты гравировки. Опции включают полировка, рисование, анодированиеили защитные покрытия. Для металлов химическая обработка может затемнить гравировку, облегчив ее чтение.
Материалы, пригодные для глубокой лазерной гравировки
Глубокая лазерная гравировка работает на широком спектре материалов, но выбор материала влияет на глубину, скорость и общее качество. Некоторые материалы, естественно, лучше подходят для создания долговечных и читаемых знаков.
Металлы
- Сталь (включая нержавеющую)
- Алюминий
- Титан
- Латунь
- Медь (с особыми настройками)
Пластмассы и полимеры
- АБС
- Дельрин (POM)
- Поликарбонат
- Акрил (PMMA)
- Некоторые инженерные пластмассы
Керамика и Стекло
- Анодированный алюминий
- Керамическая плитка
- Стекло (требует контролируемой настройки для предотвращения растрескивания)
- Камень и мрамор
Специальные материалы и композиты
- Композиты из углеродного волокна
- Металлы с покрытием
- Ламинированные пластики
- Техническая керамика
Преимущества глубокой лазерной гравировки
Глубокая лазерная гравировка обладает рядом преимуществ, которые делают ее надежным способом создания постоянной маркировки. Ее долговечность, точность и универсальность делают ее ценной в отраслях, где требуется долговременная идентификация и брендинг.
Долговечность
Поскольку лазер режет под поверхностью, маркировка устойчива к износу, коррозии и выцветанию. Они остаются читаемыми даже в жестких условиях, при нагреве, трении или химическом воздействии. Серийные номера, этикетки безопасности и штрих-коды могут сохраняться годами, обеспечивая прослеживаемость и соответствие требованиям.
Бесконтактный процесс
Глубокая лазерная гравировка - это бесконтактный метод. Лазер физически не касается материала, поэтому не происходит износа инструмента или механического напряжения. Это снижает риск повреждения, особенно тонких или хрупких деталей. Кроме того, снижается вероятность загрязнения, что важно для аэрокосмической промышленности, электроники и медицины.
Высокая точность
Лазерные системы обеспечивают превосходную точность. Управляемые компьютером траектории позволяют создавать детальные рисунки, мелкий текст и четкие края. Такая точность позволяет гравировать сложные узоры или микрокоды, которые остаются четкими под увеличением. Это идеальный вариант для деталей, требующих жестких допусков или высококачественного брендирования.
Гибкость
Глубокая лазерная гравировка работает на многих материалах, включая металлы, пластики, керамику и композиты. Она может создавать маркировку различной глубины - от неглубоких декоративных рисунков до глубоких промышленных гравировок. Одна и та же система может работать с логотипами, серийными номерами или функциональной маркировкой, что делает ее пригодной для широкого спектра отраслей.
Основные параметры для глубокой лазерной гравировки
Качество и глубина глубокой лазерной гравировки зависят от нескольких важных параметров. Правильная настройка этих параметров помогает операторам добиться четких, долговечных и стабильных результатов на различных материалах.
Мощность лазера
Мощность лазера - основной фактор, определяющий глубину гравировки. Более высокая мощность удаляет больше материала за проход, создавая более глубокие гравировки. Однако слишком высокая мощность может привести к выделению избыточного тепла, которое может повредить или деформировать поверхность. Операторы балансируют между мощностью, скоростью и количеством проходов, чтобы достичь желаемой глубины при сохранении качества.
Объектив
Линза фокусирует лазерный луч на материале. Высококачественная линза концентрирует луч в точное пятно. Разные линзы имеют разное фокусное расстояние, что влияет на глубину и разрешение. При коротком фокусном расстоянии получаются более мелкие детали, но неглубокие гравюры, а при более длинном фокусном расстоянии - более глубокие пропилы с чуть меньшей детализацией. Выбор объектива зависит от того, что важнее - детализация или глубина.
Скорость сканирования
Скорость сканирования определяет, как быстро лазер перемещается по поверхности. При более низкой скорости луч дольше находится в контакте с материалом, удаляя больше слоев за один проход. Более быстрые скорости уменьшают глубину, но повышают производительность. Для глубокой гравировки операторы обычно используют более низкие скорости и несколько проходов, чтобы добиться чистых и точных результатов.
Ширина линии
Ширина линии - это расстояние между линиями и толщина каждой выгравированной линии. Узкие линии обеспечивают тонкую детализацию, но для достижения глубины может потребоваться больше проходов. Более широкие линии быстрее удаляют больше материала, но могут снижать четкость мелкого текста или сложных узоров. Регулировка ширины линий помогает сбалансировать детализацию, глубину и время гравировки.
Применение в различных отраслях промышленности
Глубокая лазерная гравировка используется во многих отраслях промышленности, где требуется постоянная и качественная маркировка. Благодаря своей универсальности она может использоваться как в функциональных, так и в декоративных целях.
Автомобильная промышленность
В автомобильной промышленности глубокая лазерная гравировка используется для нанесения VIN-номеров, деталей двигателя и этикеток безопасности. Эти знаки должны быть устойчивы к нагреву, трению и химическим веществам. Глубокая гравировка гарантирует, что серийные номера и идентификаторы деталей останутся читаемыми в течение всего срока службы автомобиля. Она также используется для брендирования, например логотипов на металлической отделке или декоративных элементах.
Ювелирные изделия
Ювелиры используют глубокую лазерную гравировку для нанесения детальных узоров, логотипов или серийных номеров на изделия из золота, серебра, платины или титана. Этот процесс позволяет получить точные, чистые гравировки, не повреждая деликатные поверхности. Он также позволяет наносить индивидуальные рисунки на небольшие поверхности, делая возможным персонализированный дизайн и брендинг.
Медицинское оборудование
Медицинские изделия требуют постоянной маркировки для отслеживания и соблюдения нормативных требований. Глубокая лазерная гравировка наносится на хирургические инструменты, имплантаты и медицинское оборудование. Маркировка остается четкой даже после многократной стерилизации и использования, обеспечивая безопасность и точную идентификацию продукции.
Промышленная оснастка
В промышленной оснастке часто используется глубокая гравировка для нанесения серийных номеров, измерительных индикаторов и идентификационных кодов на детали оборудования. Такая гравировка выдерживает интенсивный износ, воздействие смазочных материалов и механические удары, сохраняя четкость маркировки в течение длительных периодов эксплуатации.
Вывеска
Глубокая гравировка позволяет создавать долговечные, высококонтрастные тексты и графику на вывесках и табличках. Гравировка металлов, пластиков и композитов может использоваться в промышленных, коммерческих или декоративных целях. Благодаря этому знаки и этикетки остаются видимыми даже в суровых внешних условиях.
Заключение
Глубокая лазерная гравировка - это точный и долговечный метод маркировки металлов, пластмасс, керамики и композитов. Она позволяет получать глубокие, постоянные метки, устойчивые к износу, нагреву и воздействию химических веществ. Регулируя мощность лазера, скорость, линзу и ширину линии, операторы могут добиться высокой точности, мелких деталей и гибкости в различных областях применения.
Для прочных и долговечных гравировок на ваших изделиях, свяжитесь с нами сегодня чтобы обсудить ваш проект и найти решение, соответствующее вашим потребностям.
Привет, я Кевин Ли
Последние 10 лет я занимался различными формами изготовления листового металла и делился здесь интересными идеями из своего опыта работы в различных мастерских.
Связаться
Кевин Ли
У меня более десяти лет профессионального опыта в производстве листового металла, специализирующегося на лазерной резке, гибке, сварке и методах обработки поверхности. Как технический директор Shengen, я стремлюсь решать сложные производственные задачи и внедрять инновации и качество в каждом проекте.
