國內(nèi)激光打標(biāo)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景
本文簡要介紹了國內(nèi)激光打標(biāo)的發(fā)展歷程,著重介紹了目前國內(nèi)激光打標(biāo)的技術(shù)現(xiàn)狀和市場現(xiàn)狀,并對其技術(shù)和市場的發(fā)展前景作了展望。
振鏡掃描式打標(biāo)系統(tǒng)主要由激光器、XY偏轉(zhuǎn)鏡、聚焦透鏡、計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。其工作原理是將激光束入射到兩反射鏡(振鏡)上,用計(jì)算機(jī)控制反射鏡的反射角度,這兩個(gè)反射鏡可分別沿X、Y軸掃描,從而達(dá)到激光束的偏轉(zhuǎn),使具有一定功率密度的激光聚焦點(diǎn)在打標(biāo)材料上按所需的要求運(yùn)動(dòng),從而在材料表面上留下永久的標(biāo)記,聚焦的光斑可以是圓形或矩形,其原理如圖4所示。在振鏡打標(biāo)系統(tǒng)中,可以采用矢量圖形及文字,這種方法采用了計(jì)算機(jī)中圖形軟件對圖形的處理方式,具有作圖效率高,圖形精度好,無失真等特點(diǎn),極大的提高了激光打標(biāo)的質(zhì)量和速度。同時(shí)振鏡式打標(biāo)也可采用點(diǎn)陣式打標(biāo)方式,采用這種方式對于在線打標(biāo)很適用,根據(jù)于不同速度的生產(chǎn)線可以采用一個(gè)掃描振鏡或兩個(gè)掃描振鏡,與前面所述的陣列式打標(biāo)相比,可以標(biāo)記更多的點(diǎn)陣信息,對于標(biāo)記漢字字符具有更大的優(yōu)。
振鏡掃描式打標(biāo)系統(tǒng)一般使用連續(xù)光泵工作波長為1.06μm的Nd:YAG激光器,輸出功率為10~120W,激光輸出可以是連續(xù)的,也可以是Q開關(guān)調(diào)制的。近年發(fā)展的射頻激勵(lì)CO2激光器,也被用于振鏡掃描式激光打標(biāo)機(jī)。 振鏡掃描式打標(biāo)因其應(yīng)用范圍廣,可進(jìn)行矢量打標(biāo)和點(diǎn)陣打標(biāo),標(biāo)記范圍可調(diào),而且具有響應(yīng)速度快、打標(biāo)速度高(每秒鐘可打標(biāo)幾百個(gè)字符)、打標(biāo)質(zhì)量較高、光路密封性能好、對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢已成為主流產(chǎn)品,并被認(rèn)為代表了未來激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展方向,具有廣闊的應(yīng)用前景。 目前用于打標(biāo)的激光器主要有Nd:YAG激光器和CO2激光器。Nd:YAG激光器產(chǎn)生的激光能被金屬和絕大多數(shù)塑料很好地吸收,而且其波長短(為1.06μm),聚焦的光斑小,因而最適合在金屬等材料上進(jìn)行高清晰度的標(biāo)記。CO2激光器產(chǎn)生的激光波長為10.6μm,木制品、玻璃、聚合物和多數(shù)透明材料對其有很好的吸收效果,因而特別適合在非金屬表面上進(jìn)行標(biāo)記。 Nd:YAG激光器和CO2激光器的缺點(diǎn)是對材料的熱損傷及熱擴(kuò)散比較嚴(yán)重,產(chǎn)生的熱邊效應(yīng)常會(huì)使標(biāo)記模糊。相比之下,由準(zhǔn)分子激光器產(chǎn)生的紫外光打標(biāo)時(shí),不加熱物質(zhì),只蒸發(fā)物質(zhì)的表面,在表面組織產(chǎn)生光化學(xué)效應(yīng),而在物質(zhì)表層留下標(biāo)記。所以,用準(zhǔn)分子激光打標(biāo)時(shí),標(biāo)記邊緣十分清晰。由于材料對紫外光的吸收大,激光對材料的作用只發(fā)生在材料的最表層,對材料幾乎沒有燒損現(xiàn)象,因此準(zhǔn)分子激光器更適合于材料的標(biāo)記。 四、國內(nèi)激光打標(biāo)的市場現(xiàn)狀 國家自“六.五”計(jì)劃起支持激光加工項(xiàng)目,“七.五”末至“八.五”初期開始出現(xiàn)激光加工系統(tǒng)的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。國產(chǎn)激光加工系統(tǒng)的銷售額從1991年的1518萬元,增至2003年的9.8億元,13年增長64倍。激光標(biāo)刻系統(tǒng)是其中代表產(chǎn)品之一,其在激光加工設(shè)備中的比例最高而且正在逐年提高。 目前,國內(nèi)從事激光標(biāo)刻系統(tǒng)生產(chǎn)和銷售的企業(yè)大概有30多家,主要分布在武漢、北京、深圳、南京和廣州等地。 通過各地光電子、激光行業(yè)協(xié)會(huì)和激光設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)對近三年多來全國激光行業(yè)激光設(shè)備的銷售情況進(jìn)行調(diào)查、統(tǒng)計(jì)和分析,2001年、2002年、2003年我國激光加工設(shè)備銷售統(tǒng)計(jì)與分析的各類數(shù)據(jù)簡要?dú)w納如下: 2001年我國激光加工產(chǎn)品市場銷售總額為5.8億元;2002年為7.4億元;2003年銷售額為9.8億元。其中激光標(biāo)刻系統(tǒng)的銷售額2001年為1.9億元,2002年為2.48億元,2003年為3.33億元,分別占當(dāng)年激光加工銷售總額的32.7%、33.5%、34.0%。 |
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