Podstawowa zasada system znakowania laserowego polega na tym, że wysokoenergetyczna ciągła wiązka laserowa jest generowana przez generator laserowy, a skupiony laser działa na materiał do drukowania, co powoduje, że materiał powierzchniowy topi się lub nawet natychmiast odparowuje. Poprzez kontrolowanie ścieżki lasera na powierzchni materiału można utworzyć wymagane znaki graficzne i graficzne.
Znakowanie laserowe charakteryzuje się przetwarzaniem bezkontaktowym, które można wykonać na dowolnej powierzchni o specjalnym kształcie bez deformacji i naprężeń wewnętrznych. Nadaje się do znakowania materiałów takich jak metale, tworzywa sztuczne, szkło, ceramika, drewno, skóra itp.
System oznaczania w trybie maski
Znakowanie maski jest również nazywane znakowaniem projekcyjnym. System znakowania maski składa się z lasera, maski i soczewki obrazowej. Jego zasada działania polega na tym, że wiązka lasera rozszerzona przez teleskop jest równomiernie rzutowana na maskę wykonaną wcześniej, a światło jest przesyłane z wyrzeźbionej przestrzeni. Wzór na płytce maski jest obrazowany na obrabianym przedmiocie (płaszczyzna ogniskowa) przez soczewkę. Zazwyczaj każdy impuls może utworzyć znacznik. Powierzchnia materiału napromieniowanego laserem jest szybko podgrzewana w celu odparowania lub wywołania reakcji chemicznej, a kolor zmienia się, tworząc wyraźne i rozróżnialne znaki. CO2 laser i laser YAG są zwykle używane do znakowania w trybie maski. Główną zaletą znakowania w trybie maski jest to, że jeden impuls lasera może wykonać kompletne oznaczenie obejmujące kilka symboli na raz, więc prędkość znakowania jest duża. W przypadku dużych ilości produktów można znakować bezpośrednio na linii produkcyjnej. Wadami są słaba elastyczność i niskie zużycie energii.
System znakowania tablic
Wykorzystuje kilka małych laserów do jednoczesnej emisji impulsów. Po przejściu przez reflektor i soczewkę skupiającą, kilka impulsów laserowych ablacji (topi) małe wgłębienia o jednolitym rozmiarze i głębokości na powierzchni oznaczonego materiału. Każdy znak i wzór składa się z tych małych okrągłych czarnych wgłębień, zazwyczaj 5 punktów w poziomych pociągnięciach i 7 punktów w pionowych pociągnięciach, tworząc w ten sposób układ 5 × 7. Zazwyczaj wzbudzone RF o niskiej mocy CO2 laser jest używany w znakowaniu tablicowym, a jego prędkość znakowania może osiągnąć do 6000 znaków / mu. Dlatego stał się idealnym wyborem do szybkiego znakowania online. Jego wadą jest to, że może znakować tylko znaki matrycy punktowej i może osiągnąć tylko rozdzielczość 5 × 7, co jest bezradne w przypadku znaków chińskich.
System znakowania skanującego
System znakowania skanującego składa się z komputera, lasera i mechanizmu skanującego XY. Jego zasada działania polega na wprowadzaniu informacji potrzebnych do znakowania do komputera. Komputer steruje mechanizmem lasera i skanowania XY zgodnie z programem zaprojektowanym wcześniej, tak aby punkt lasera o wysokiej energii przekształcony przez specjalny układ optyczny mógł skanować i przesuwać się po obrabianej powierzchni, aby utworzyć znaki.
Ogólnie rzecz biorąc, mechanizm skanowania XY ma dwa typy struktury: jeden to skanowanie mechaniczne, drugi to skanowanie galwanometryczne.
Skanowanie mechaniczne
Mechaniczny system znakowania skanującego nie przesuwa wiązki poprzez zmianę kąta obrotu lustra, ale przesuwa współrzędną XY lustra metodą mechaniczną, tak aby zmienić położenie wiązki laserowej docierającej do przedmiotu obrabianego. Mechanizm skanowania XY tego systemu znakowania jest zwykle przebudowywany za pomocą plotera. Jego proces roboczy: wiązka laserowa przechodzi przez reflektor obracający ścieżkę światła, a następnie przez pióro świetlne (soczewkę skupiającą), aby wystrzelić na obrabiany przedmiot. Spośród nich ramię pióra plotera może poruszać się tylko w przód i w tył wzdłuż osi x z reflektorem; pióro świetlne i jego górny reflektor (oba zamocowane razem) mogą poruszać się tylko wzdłuż kierunku osi y. Pod kontrolą komputera (zwykle przez port równoległy w celu wyprowadzenia sygnału sterującego) ruch pióra świetlnego w kierunku Y i ruch ramienia pióra w kierunku X może sprawić, że wyjściowy laser dotrze do dowolnego punktu na płaszczyźnie, oznaczając w ten sposób dowolną grafikę i znaki.
Skanowanie galwanometru
System znakowania skanującego galwanometru składa się głównie z lasera, lustra odchylającego XY, soczewki skupiającej i komputera. Zasada działania polega na tym, że wiązka lasera pada na 2 lustra (wibrujące lustra), a kąt odbicia luster jest kontrolowany przez komputer. 2 lustra mogą skanować odpowiednio wzdłuż osi X i Y, aby uzyskać odchylenie wiązki lasera, tak aby ognisko lasera o określonej gęstości mocy poruszało się na materiale znakującym zgodnie z wymaganymi wymaganiami, pozostawiając w ten sposób trwałe ślady na powierzchni materiału i punkcie ogniskowania. Może to być okrąg lub prostokąt.
W systemie znakowania galwanometrem można używać grafiki wektorowej i znaków. Ta metoda wykorzystuje oprogramowanie graficzne w komputerze do przetwarzania grafiki. Charakteryzuje się wysoką wydajnością, dobrą precyzją i brakiem zniekształceń, co znacznie poprawia jakość i szybkość znakowania laserowego. Jednocześnie można również przyjąć metodę znakowania typu galwanometru, która jest bardzo odpowiednia do znakowania online. Zgodnie z linią produkcyjną o różnej prędkości można użyć jednego galwanometru skanującego lub 2 galwanometrów skanujących. W porównaniu ze wspomnianym powyżej znakowaniem tablicowym może oznaczać więcej informacji o sieci.
Ogólnie rzecz biorąc, system znakowania skanującego galwanometru wykorzystuje laser światłowodowy z ciągłą pompą optyczną o długości fali roboczej 1.06 μm, a moc wyjściowa wynosi 10 ~ 120W. Wyjście lasera może być ciągłe lub Q-switch. Opracowany wzbudzony RF CO2 Laser jest również stosowany w galwanometrycznych maszynach znakujących ze skanowaniem laserowym.
Znakowanie skanowaniem galwanometrycznym stało się produktem głównego nurtu ze względu na szeroki zakres zastosowań, znakowanie wektorowe i znakowanie matrycą punktową, regulowany zakres znakowania, szybką prędkość reakcji, wysoką prędkość znakowania (można oznaczyć setki znaków na sekundę), wysoką jakość znakowania, dobre właściwości uszczelniające ścieżki optycznej i silną adaptację do środowiska. Stało się produktem głównego nurtu i jest uważane za reprezentujące kierunek rozwoju maszyn do znakowania laserowego w przyszłości. Ma szerokie perspektywy zastosowania.
Do znakowania stosuje się głównie lasery światłowodowe i CO2 laser. Laser wytwarzany przez laser światłowodowy może być dobrze absorbowany przez metal i większość tworzyw sztucznych, a jego długość fali (1.06 μm) i mała plamka ogniskująca nadają się do znakowania o wysokiej rozdzielczości na metalach i innych materiałach. Długość fali CO2 Laser ma 10.6 μM. Produkty z drewna, szkło, polimery i większość materiałów przezroczystych charakteryzują się dobrym efektem absorpcji, dlatego jest on szczególnie odpowiedni do znakowania na powierzchniach niemetalowych.
Wadą lasera światłowodowego i CO2 laser jest to, że uszkodzenia termiczne i dyfuzja cieplna materiałów są poważne, a efekt gorącej krawędzi często sprawia, że etykieta jest rozmyta. Natomiast światło UV wytwarzane przez laser excimerowy nie nagrzewa materiału, tylko odparowuje powierzchnię materiału, co powoduje efekt fotochemiczny na strukturze powierzchni i pozostawia ślad na powierzchni materiału. Dlatego podczas znakowania laserem excimerowym krawędź znaku jest bardzo wyraźna. Ze względu na silną absorpcję światła ultrafioletowego, wpływ lasera na materiał występuje tylko na warstwie powierzchniowej materiału i prawie nie występuje zjawisko spalania na materiale. Dlatego laser excimerowy jest bardziej odpowiedni do znakowania materiałów.
