MOPA激光打標機氧化鋁打黑參數設置
陽極氧化鋁打黑的機理是通過聚焦后高能量密度的激光,在很短的時間內將膜厚為5-20um的陽極氧化鋁層進一步氧化并改變表面材料的機理
陽極氧化鋁打黑的機理是通過聚焦后高能量密度的激光,在很短的時間內將膜厚為5-20um的陽極氧化鋁層進一步氧化并改變表面材料的機理,如圖1所示為不同厚度以及表面不同處理工藝的陽極氧化鋁表面。
圖1 不同厚度和不同表面處理工藝的陽極氧化鋁表面
一、影響陽極鋁打黑的因素和參數設置
影響陽極氧化鋁打黑的因素有很多,歸納總結主要因素如下圖2。
圖2 影響陽極氧化鋁表面打黑的因素
1、材料因素:
主要包括陽極氧化鋁其氧化層的膜厚,以及表面處理工藝,一般來講,膜厚在5-20um, 膜的厚度直接決定打黑的效果和效率,一般膜厚在10-20um較容易打黑,膜厚小于8um時,氧化膜太薄,容易打破,出現白點的現象,需要提高脈沖頻率和提高填充密度(見下表)。另外陽極氧化鋁表面處理工藝將直接影響打黑效果,噴砂以及表面拉絲是常見的工藝,噴砂的粗細度對于打標出來的效果會產生不同的影響,噴砂顆粒越細,打黑效果越好。建議陽極鋁的膜厚為10-15μm,這樣總體的黑度效果會更佳。
典型激光參數 | |||
陽極氧化鋁膜厚 | <5um | 5-10um | 10-20um |
填充密度(mm) | 0.0002-0.0005 | 0.0005-0.0008 | 0.001-0.002 |
功率設置(%) | 50-70% | 40-50% | 30-40% |
脈沖頻率(KHz) | 800-950 | 600-800 | 350-600 |
振鏡速度(mm/s) | 1500-3000 | 1500-2000 | 800-1500 |
填充方式 | 蛇形 | 蛇形 | 蛇形 |
功率設置同脈沖頻率的關系如圖3, 當脈沖頻率提高時,功率也要相應的提高,一般在500KHz時,功率設置在30-35%,當頻率上升到800-900KHz時,功率要到70%左右。
圖3 頻率和功率設置的關系: 頻率越高,脈沖寬度越短,需要的功率也越高
2、打標工藝因素:
打黑工藝主要包括場鏡的焦距,光斑的大小,填充方式,正焦還是離焦等等。
1) 填充密度與振鏡線速度的設置關系:
填充密度和振鏡速度在打黑過程中有一定的連帶關系,一般來說,填充密度較密,振鏡的線速度可以較高,相反,如果填充密度較疏,振鏡的線速度就要降下來,以求達到相同的打標黑度,比如,填充密度為0.001mm, 振鏡速度為1000mm/s時的打黑黑度與填充密度為0.0002mm, 振鏡線速度5000mm/s 時打標的黑度基本相同(還需要適當調整功率),客戶可以參考下面圖表(圖4)調整參數以求得到最佳效果。
圖4 填充密度與振鏡線速度的設置關系,不同的參數可以得到相同的黑度
2)焦平面對打黑的影響
(lwmlaser)打黑時可以是正焦打黑,也可以是離焦打黑,但我們建議客戶采用正焦打黑方式,因為離焦在對于打圖案面積較大,或被打材料一致性不高時,容易出現不均勻的現象(其他類型的激光器也有此現象),這是因為在離焦時(無論是正離焦還是負離焦),激光的能量密度在工作范圍的中心區域同邊緣區域有很大的差異,從而造成打黑不均勻的現象。
3)場鏡焦距對打黑的影響
一般來說,不同焦距的場鏡的選擇取決于聚焦后的光斑大小以及工作范圍,160mm的場鏡較適合陽極鋁打黑,如果選用254mm或更大的場鏡,需要提高激光功率(得到相同的能量密度)或降低打標速度,因此160mm的場鏡可以得到較高的打黑效率。
4)填充方式對打黑的影響
填充方式將直接決定打黑的質量和效率,一般情況下選用蛇形填充可以大大提高打黑效率,單向填充可以提高打黑的質量。其他的填充方式也各有其特點,客戶可以根據不同的要求測試選擇最適合的方式。
3、設備和環境對陽極鋁打黑的影響
陽極鋁激光打黑同其他激光打標有很大的不同,由于激光能量的微小變化在打黑上都有十分明顯的表現,因此,對設備信號穩定性以及環境震動和干擾都有很高的要求.
1)信號線干擾
激光設備中一般有電源線和信號線兩種,信號線包括振鏡信號線和激光控制信號線,電源線包括振鏡電源線(15V)和激光器電源線(24V)。 在機箱內布線時,一定要將電源線同數據線分開(空間上分開),避免混在一起,如有條件,將數據線和電源線分別放在相應的屏蔽槽內,避免電源線對數據線產生干擾。
2)數據線需要有屏蔽層
設備的所有數據線(包括USB)需要有屏蔽層,而且屏蔽層一端要接地(不要兩端同時接地)。屏蔽層將有效屏蔽外來信號干擾。
3)環境和震動
激光打標機的電源最好不要同其他大電流設備共用一個電源插槽,因為其他設備的開啟或斷開可能對激光打標機產生影響,另外,避免附近環境中有振動源。
4)地線
打標設備的所有電源的地線(比如振鏡電源線的地線和激光電源線的地線)要同220V地線相連,一定要避免多點接地現象。
二、陽極鋁打黑常見問題以及解決方案:
氧化鋁打黑 MOPA激光打標機官網地址:http://www.lwmlaser.com/1890.html
如有不明白可以聯系劉經理:18706195650(微信同號)