鐳雕講義
一．什么是鐳雕
近幾年，激光打標(biāo)技術(shù)是越來(lái)越成熟，價(jià)格也隨之越來(lái)越便宜，所以各行各業(yè)都已慢慢將傳統(tǒng)的打標(biāo)方法改用為激光打標(biāo)了，F(xiàn)在，在我們的日常生活中，處處都是激光技術(shù)加工的身影，簡(jiǎn)直是無(wú)處不在。量具、扳手、線纜、工具、衛(wèi)浴潔具、餐具、制鎖、刀剪、醫(yī)用器械、健身器材、不銹鋼制品、首飾、保溫杯、標(biāo)牌、各種小飾品、電子元器件、紐扣、手機(jī)電池、塑膠透光按鍵、紙制品包裝等等。
激光打標(biāo)機(jī)（laser marking machine）也稱作“激光噴碼機(jī)、激光刻字機(jī)、激光機(jī)、鐳雕機(jī)、鐳射機(jī)、激光打碼機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光標(biāo)記機(jī)、激光標(biāo)刻機(jī)、激光鐳雕機(jī)、激光鐳射機(jī)、激光打號(hào)機(jī)”，是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標(biāo)記。打標(biāo)的效應(yīng)是利用高能量密度的激光對(duì)工件進(jìn)行局部照射，表層物質(zhì)的物理蒸發(fā)露出深層物質(zhì)，或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡，或者是通過光能燒掉部分物質(zhì)，顯出所需刻蝕的圖案、文字，是一種用光學(xué)原理進(jìn)行表面處理的工藝，鐳雕是表面處理的一種工藝，和絲印，移印相似，都是在產(chǎn)品上印字或者圖案之類的，但是相比之下鐳雕的速度更快；圖案標(biāo)記更美觀；分辨率高，精度高；不易磨損，范圍廣，安全可靠，效果一致，成本低廉等特點(diǎn)，
二．鐳雕技術(shù)原理
鐳雕技術(shù)根據(jù)應(yīng)用可分為兩個(gè)原理：
冷加工：具有很高負(fù)荷能量的光子，能夠?qū)Σ牧匣蛑車橘|(zhì)內(nèi)的修改，至使材料發(fā)生非熱過程破壞。因?yàn)椴捎玫氖堑蜏兀涞谉釤g溫度更低，因此不產(chǎn)生“熱損傷”副作用達(dá)到冷剝離，因而對(duì)被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用，也不會(huì)對(duì)工件造成燒灼、黑邊、變形等問題。綠光打標(biāo)機(jī)與紫外激光打標(biāo)機(jī)就屬于冷加工。
熱加工：采用高能量激光束照射工件表面，材料表面吸收激光能量，在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程，從而使材料表面（或涂層）溫度上升，產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。以此來(lái)達(dá)到我們最終預(yù)定的目標(biāo)效果，因?yàn)槭遣捎酶邷剡_(dá)到理想效果所以被成為熱加工。光纖激光打標(biāo)機(jī)、co2激光打標(biāo)機(jī)、半導(dǎo)體激光打標(biāo)機(jī)就屬于熱加工。
三．激光加工模式
聚焦后的激光就像極細(xì)的無(wú)形刀具一般，將物體局部區(qū)域的表面逐點(diǎn)逐點(diǎn)的氣化掉，它的特點(diǎn)是非接觸加工，不與工件接觸，可在任何異型表面標(biāo)刻，不產(chǎn)生機(jī)械擠壓或機(jī)械應(yīng)力，因此不會(huì)改變被加工物品的物理性能；由于激光聚焦后的尺寸很小，熱影響區(qū)域小，加工精細(xì)，因此，可以完成一些常規(guī)方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)的工藝。
四．激光打標(biāo)機(jī)的組成
主要由激光電源、激光器、掃描振鏡系統(tǒng)、場(chǎng)鏡、打標(biāo)控制系統(tǒng)組成。
五．鐳雕機(jī)分類
1、按激光器分類：CO2、半導(dǎo)體、YAG、光纖、綠光、紫外、mopa。
2、按波長(zhǎng)分類：紫外（ 355 nm ）、綠光（ 532nm ）、燈泵YAG（1064nm）、半導(dǎo)體YAG（1064nm ）、光纖（1064nm）、mopa（1064nm）、CO2（10.64um）。
六．鐳雕機(jī)可雕刻哪些材料
一般而言，鐳雕機(jī)可以雕刻下述材料：竹木制品、有機(jī)玻璃、金屬板、玻璃、石材、水晶、可麗耐、紙張、雙色板、氧化鋁、皮革、塑料、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、噴塑金屬。
七．雕刻機(jī)主要參數(shù)
雕刻速度：指激光頭移動(dòng)的速度，通常用IPS英寸/秒表示，速度帶來(lái)搞得生產(chǎn)效率，速度也用于控制切削的深度，對(duì)于特定的激光強(qiáng)度速度越慢，切削或者雕刻的深度越大
雕刻強(qiáng)度：射到材料表面的激光的強(qiáng)度，對(duì)于特定的雕刻速度，強(qiáng)度越大，切削的深度越大
光束光斑：大小可利用不同的焦距的透鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)，小光斑的透鏡用于高分辨率的雕刻。
八．激光打標(biāo)機(jī)的優(yōu)勢(shì)
1、標(biāo)記長(zhǎng)久性：激光打標(biāo)本質(zhì)上是一種“破壞性去除”加工，標(biāo)刻出的標(biāo)記不容易仿制和更改，標(biāo)記也不會(huì)因環(huán)境關(guān)系（觸摸、酸性及堿性氣體、高溫、低溫等）而消退。
2、非接觸性加工：激光標(biāo)刻是以非機(jī)械式的"光刀"進(jìn)行加工，可在任何規(guī)則或不規(guī)則表面打印標(biāo)記，且打標(biāo)后工件不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，保證工件的原有精度。
3、標(biāo)刻精度高：激光打標(biāo)機(jī)標(biāo)刻的物品圖紋美觀細(xì)膩，標(biāo)記精細(xì)、清晰、持久、美觀手感好。
4、適用范圍廣：幾乎可適用于任何材質(zhì)打標(biāo)。
5、運(yùn)行成本低廉：激光打標(biāo)機(jī)標(biāo)記一次成型，打標(biāo)速度快且能耗小，無(wú)需耗材，所以運(yùn)行成本低。
6、加工工作效率高：激光打標(biāo)機(jī)是由工控電腦控制的，電腦控制下的激光光束可以高速移動(dòng)，打標(biāo)過程可在數(shù)秒內(nèi)完成。
7、編輯開發(fā)速度快：可標(biāo)刻任意內(nèi)容并可隨意編輯。
8、配置靈活：即可滿足商業(yè)小批量或單個(gè)（半自動(dòng)）的加工要求，也可滿足工業(yè)化流水線（全自動(dòng)化）大批量生產(chǎn)的要求。
9、效果一致：保證同產(chǎn)品不同批次的加工效果完全一致。
10、環(huán)保：激光打標(biāo)為非接觸式打標(biāo)，節(jié)約能源，相對(duì)于腐蝕法，避免了化學(xué)污染；相對(duì)于機(jī)械式打標(biāo)，也可減少噪聲污染。
九．鐳雕技術(shù)的應(yīng)用
· 激光雕刻機(jī)
利用數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介。金屬材料在激光照射下瞬間的熔化和氣化的物理變性，從而達(dá)到加工的目的。通過激光雕刻機(jī)使用鐳雕技術(shù)，可將矢量化圖文輕松地“打印”到所加工的基材上。
· 激光打標(biāo)機(jī)
隨著技術(shù)的發(fā)展，激光打標(biāo)機(jī)也逐漸根據(jù)市場(chǎng)的需求分為：激光熱加工和光化學(xué)反應(yīng)加工兩種技術(shù)，某些廠商會(huì)用熱加工和冷加工代指兩種不同技術(shù)。實(shí)際上激光熱加工和光化學(xué)反應(yīng)加工都會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，單純用冷熱加工來(lái)區(qū)分，會(huì)有一定誤導(dǎo)。
最簡(jiǎn)單的現(xiàn)象區(qū)分，就是激光熱加工會(huì)呈現(xiàn)灼燒熱熔碳化現(xiàn)象，比如冒煙；而光化學(xué)反應(yīng)加工（所謂冷加工）在材料吸收高能光子（例如紫外光）后，不會(huì)產(chǎn)生明顯的熱熔燒焦碳化現(xiàn)象。
這是因?yàn)，光化學(xué)反應(yīng)加工過程主要是“光蝕”效應(yīng)，具有很高負(fù)荷能量的（紫外）光子打斷材料（特別是有機(jī)材料）或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵，使材料發(fā)生非熱過程破壞。所以加工出來(lái)的材料具有光滑的邊沿和極低限度的碳化。注意，極低限度碳化，并非沒有碳化現(xiàn)象。
· 模具激光鐳雕紋理
傳統(tǒng)紋理加工是以手工化學(xué)蝕刻，這種方法雖然有自己的好處，但是有制品形狀和紋理精密度的限制，如今由于越來(lái)越多的產(chǎn)品選擇，為滿足消費(fèi)者和供應(yīng)商的高品質(zhì)要求，提供多些紋理加工選擇給客戶及提升紋理質(zhì)量。
激光模具雕刻使用高頻率脈沖光纖激光，刪除在模具上預(yù)定的位置。這是基于全數(shù)字化的編程和全自動(dòng)化的激光機(jī)操作，客戶只要提供3D模具圖檔和選定紋路，工程師會(huì)根據(jù)這些資料編程。程式放上激光機(jī)后，會(huì)在加工范圍一層層雕出來(lái)，最后形成紋路。
· 激光清潔技術(shù)
激光清潔技術(shù)是利用激光高能、高頻率、高功率的特性，把高能量瞬間沉積在很小的一片區(qū)域內(nèi)，利用高溫灼化氧化層，又稱為激光清洗。
十．鐳雕機(jī)操作流程
鐳雕機(jī)也就是激光打標(biāo)機(jī)，各地方或個(gè)人的叫法不一，很多人也叫它為激光雕刻機(jī)、激光刻字機(jī)、激光打碼機(jī)、激光打號(hào)機(jī)、鐳射機(jī)等等。是當(dāng)下比較常見的工業(yè)制造加工設(shè)備。
一、開機(jī)前： 開機(jī)前請(qǐng)先清潔工作臺(tái)面，檢查激光打標(biāo)機(jī)是否安全接地，檢查打標(biāo)機(jī)的電源線，使其連接正確、可靠。
二、開機(jī)步驟：①、接通激光打標(biāo)機(jī)電源（接通電源后，工作指示燈常亮、風(fēng)扇運(yùn)行）；②、插入鑰匙開關(guān)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90至“開”的位置；③、開啟工控開關(guān)，工控計(jì)算機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，并開啟激光打標(biāo)軟件；④、確保急停開關(guān)不要開啟（即開關(guān)向上彈起，屬自動(dòng)閉合狀態(tài)）；⑤、打開鑰匙開關(guān)，開啟激光器開關(guān)，激光系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)；⑥、摘下激光器振鏡防護(hù)蓋板。
三、打標(biāo)操作：①、打開打標(biāo)軟件；②、選擇打標(biāo)文件→打開→選中要打標(biāo)的文件（或新建編輯所要打標(biāo)的圖文）；③、對(duì)位：鼠標(biāo)點(diǎn)擊下方“紅光”，激光頭放出紅色方框射在打標(biāo)件上，平移工件使方框落在待打標(biāo)部位，調(diào)好后再點(diǎn)擊停止“紅光”，然后對(duì)工裝進(jìn)行固定。 （注意：對(duì)位時(shí)要迅速，用紅光時(shí)間不得過長(zhǎng)，以免縮短發(fā)光頭使用壽命。）④、 調(diào)焦：將工件樣板放置在待打標(biāo)處，然后勾選連續(xù)打標(biāo)，鼠標(biāo)點(diǎn)擊“連續(xù)加工”，再點(diǎn)擊“標(biāo)刻”， 搖動(dòng)手柄調(diào)節(jié)Y軸升降，直至激光作用到工 件上能量最強(qiáng)，聲音最清脆，顏色最亮的時(shí)候，基本上就是焦距。⑤、試刻OK后，便可按“標(biāo)刻（F2）”鍵進(jìn)行打標(biāo)工作。（標(biāo)刻多個(gè)工件，只需重復(fù)操作此步驟）。上述為初次對(duì)一打標(biāo)件標(biāo)刻，應(yīng)保存圖形及標(biāo)刻參數(shù)在內(nèi)的頁(yè)面成文件，并測(cè)出激光頭與打標(biāo)面的高度，下次生產(chǎn)時(shí)從計(jì)算機(jī)中調(diào)出文件及直接對(duì)好高度，即可打標(biāo)。
四、關(guān)機(jī)步驟：①、確認(rèn)工控機(jī)沒有運(yùn)行任何軟件后，關(guān)閉鑰匙開關(guān)，關(guān)閉激光器開關(guān)，激光系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉；②、關(guān)閉激光打標(biāo)軟件； ③、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)關(guān)閉工控計(jì)算機(jī)；④、關(guān)閉總電源開關(guān)；⑤、拔下鑰匙，由專人保管，以備下次使用；⑥、蓋上鏡頭蓋。
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