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    激光在塑料上的打標應用

    發布時間:2013/11/28 點擊:7490 字體大?。?span onclick="javascript:fontSize('news_content','12px')">小 返回

     

    工業生產中,激光是最受青睞的標識技術之一。金屬、塑料、陶瓷以及其他材料都可以用波長1064 nm(紅外線)、532nm(綠光)和355nm(紫外線)的激光輻射來打標。作為一種工具,激光可以適用于數字、文本、商標或機讀碼,比如具有高信息密度、以不同規模排列在緊密空間的數據矩陣碼.

    通過這種方式,高速打標可以縮短生產過程的周期時間,同時,不需要昂貴的前期工作和最后的修整工作。此外,激光器能夠很容易地整合到自動化生產線上。通過用戶友好程序界面,可以很快切換到新的加工;結果是獲得具有很好重復性以及耐老化、耐磨損的產品。在塑料打標的應用中,激光的潛力遠遠沒有發揮出來。除了以上提到的好處之外,倍頻激光器和三倍頻激光器的日漸推廣,以及材料和工藝的組合的多樣性,正在為激光在塑料行業中的應用開拓更多新領域。 
    精密打標 
            對于塑料的打標,調Q短脈沖固體激光器或者光纖激光器是常用的類型。這些激光器通常具有不到100W的平均功率,脈沖持續時間在10到100ns之間。脈沖頻率達120kHz,而在光纖激光器的案例中,甚至達1MHz。這樣,與待標識材料之間的相互作用能夠進行微調。脈沖時間短導致幾十千瓦的高脈沖峰值功率達到10W的平均值。
            激光器是二極管泵浦激光器,具有高能效。它們具有很好的聚焦能力,因此非常適用于精細打標。二極管泵浦固體激光器具有很高的光束質量,使打標過程中的激光光束獲得很小的聚焦直徑。這樣,能夠在微小部件上實現小至30 m的精密打標軌道寬度。 
    吸收特性的適應          
            用于打標的激光器通常產生的是紅外波長范圍內的輻射。綠光激光器和紫外線激光器則針對塑料和半導體材料。在特殊的打標應用中,使用UV波長,開創了激光在塑料上打標的新的可能。短波長直接與塑料復合物產生光化學反應,而沒有加熱,從而不對材料產生破壞(圖1);尤其是一些比較挑剔的材料,如含有阻燃劑的塑料,或者敏感的電子元件等。這些激光器在非常高的速度之下完成高對比度的打標,而不會對表面質量產生任何負面影響。 
            最重要的一點是,該塑料必須很大程度地吸收激光輻射。塑料的生物大分子結構通常只吸收紫外范圍和遠紅外(IR)范圍內的光(波長10.6 m)。工程塑料中的添加劑、填料和顏料對材料的吸收特性產生很大的影響,這樣,塑料能夠更好地在近紅外范圍,或可見綠色激光范圍內吸收激光束。通過這個方法,能夠獲得更高的打標速度和更好的對比度。
            一些塑料,比如聚乙烯(PE)、聚甲醛(POM)或者聚氨酯(PU),只表現出很弱的對比度(圖3)。因此,它們不能滿足激光打標的高要求。為了令這些材料在很短的加工時間內獲得耐用、高清晰、高品質的打標效果,就需要特別調配激光敏感添加劑。它們極大程度地提高了材料的標記能力。 

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