以下是激光打標機的工作原理及標準化操作步驟的詳細說明,涵蓋技術原理與實操流程:

一、激光打標機工作原理

激光打標機通過高能量密度激光束作用于材料表面,使其發生物理或化學變化,形成永久性標記。核心原理可分為三個階段:

1. 激光生成

• 激光器(光纖/CO?/紫外)通過受激輻射產生高能量、單色性好、方向性強的激光束。
• 波長差異:
  • 光纖激光器(1064nm):適合金屬、塑料。
  • CO?激光器(10.6μm):適合非金屬(木材、皮革、塑料)。
  • 紫外激光器(355nm):適合精密材料(玻璃、陶瓷、芯片)。

2. 光束控制與聚焦

• 光路系統:擴束鏡擴大光束直徑,反射鏡改變光路方向,振鏡(高速掃描鏡)控制光束在X/Y軸方向移動。
• 場鏡:將發散的激光束聚焦為微米級光斑(焦點處能量密度最高,達10?W/cm2以上)。

3. 材料作用與標記形成

• 物理/化學變化:
  • 金屬:激光汽化表面鍍層或熔融金屬,形成變色或凹坑。
  • 非金屬:激光碳化材料(塑料)、斷裂分子鍵(玻璃),產生顏色對比。
• 標記類型:文字、二維碼、圖案、序列號等。

二、標準化操作步驟

步驟1:開機準備

1. 安全檢查
   • 佩戴防護眼鏡(禁止直視激光)。
   • 檢查設備電源、冷卻系統(水冷機/風扇)是否正常。
   • 清理工作臺,移除易燃物。
2. 設備啟動
   • 打開總電源開關,啟動激光器(等待自檢完成)。
   • 開啟電腦及打標軟件(如EZCAD2),確認通信正常。

步驟2:參數設置

1. 導入圖案
   • 在軟件中設計文字、二維碼或導入矢量文件(DXF/AI)。
2. 調整激光參數
   • 功率:金屬通常50-90%(如5W激光器設2.5-4.5W),非金屬10-50%。
   • 速度:金屬500-1500mm/s,非金屬300-800mm/s。
   • 頻率:金屬20-50kHz,非金屬10-30kHz。
   • 焦距:通過Z軸微調,使焦點落在材料表面(光斑最小)。

步驟3:定位與校準

1. 紅光預覽
   • 打開紅光定位功能,調整工件位置,使打標區域與圖案重合。
2. 焦點校準
   • 使用軟件“Z軸高度掃描”功能,找到最佳焦點(標記最深/最清晰)。

步驟4:試打標與調試

1. 小范圍測試
   • 在工件邊緣或試片上進行低功率試打標,觀察效果。
2. 參數優化
   • 若標記太淺:提高功率或降低速度。
   • 若標記模糊:降低速度或調整焦距。
   • 若出現熱損傷(如塑料熔化):降低功率或改用短脈沖模式。

步驟5:正式打標

1. 啟動打標
   • 確認參數無誤后,點擊軟件“打標”按鈕,激光自動完成標記。
2. 過程監控
   • 觀察設備運行狀態,避免中途斷電或震動干擾。

步驟6:關機與維護

1. 關閉設備
   • 停止打標軟件,關閉激光器電源,切斷總電源。
2. 清潔與保養
   • 用無水酒精清潔場鏡和振鏡鏡片(避免劃傷)。
   • 檢查冷卻水水位,定期更換純凈水(防止水垢堵塞)。

三、注意事項

1. 安全規范
   • 禁止在無防護下操作高功率激光器(Class 4級激光)。
   • 設備運行時禁止打開防護罩或觸碰光路部件。
2. 材料適配
   • 不同材料需選擇對應激光器(如金屬用光纖激光器,塑料用CO?激光器)。
3. 環境要求
   • 避免高溫、高濕環境(影響激光器和光學元件壽命)。
4. 定期維護
   • 每日檢查光路是否偏移,每月清潔濾網和冷卻系統。

四、常見問題處理

通過以上步驟,可確保激光打標機高效、安全地完成打標任務。操作中需嚴格遵循參數規范,定期維護設備,以延長使用壽命并保證標記質量。