1. Težava: Brizg žlindre
Laserski markirni stroj (laserski markirni stroj) je laserski žarek, ki na površini različnih snovi ustvari trajno oznako. Učinek markiranja je, da se z izhlapevanjem površinskega materiala razkrije globok sloj materiala, da se vgravirajo fini vzorci, blagovne znamke in besedilo. Laserski markirni stroj se v glavnem deli na CO2 laserski markirni stroj, polprevodniški laserski markirni stroj, vlakneni laserski markirni stroj in YAG laserski markirni stroj. Laserski markirni stroj se uporablja predvsem v nekaterih primerih, kjer so potrebne natančnejše in bolj fine aplikacije. Uporablja se v elektronskih komponentah, integriranih vezjih (IC), električnih napravah, komunikaciji z mobilnimi telefoni, strojni opremi, orodjih, preciznih instrumentih, očalih in urah, nakitu, avtomobilskih delih, plastičnih ključih, gradbenih materialih in PVC ceveh.
Ta članek vas bo hitro popeljal do razumevanja stroja za lasersko označevanje z vlakni MOPA
1. Razlika med Q modulacijo in tehnologijo MOPA v vlakenskih laserjih
Dve glavni vrsti impulznih vlakenskih laserjev, ki sta trenutno na trgu za lasersko označevanje, sta Q-modulirana tehnologija in MOPA tehnologija, ki je laserska struktura, sestavljena iz laserskega oscilatorja, kaskadiranega z ojačevalnikom. V industriji se MOPA laser nanaša na edinstven, bolj "inteligenten" nanosekundni impulzni vlakenski laser, ki je sestavljen iz polprevodniškega laserskega semenskega vira, ki ga poganja električni impulz, in vlakenskega ojačevalnika. Njegova "inteligenca" se odraža predvsem v neodvisno nastavljivi širini izhodnega impulza (območje je lahko do 2ns-500ns), frekvenca ponavljanja pa je lahko do megahercev. Q-modulirana struktura semenskega vira vlakenskega laserja je vstavljena v modulator izgub v votlini nihanja vlaken in s periodično modulacijo optičnih izgub v resonančni votlini ustvari določeno širino impulza nanosekundnega impulznega svetlobnega izhoda. Za ta pogosto zaskrbljujoč problem bomo na kratko analizirali tri vidike: notranjo strukturo laserja, izhodne optične parametre in scenarije uporabe.
2. Notranja struktura laserja
Notranja struktura MOPA vlakenskih laserjev in Q-moduliranih vlakenskih laserjev se razlikuje predvsem v načinu generiranja pulznega semenskega svetlobnega signala, ki ga generira električni impulz, ki poganja polprevodniški laserski čip, tj. izhodni svetlobni signal modulira gonilni električni signal, zato obstaja velika fleksibilnost pri generiranju različnih parametrov impulza (širina impulza, frekvenca ponavljanja, valovna oblika in moč impulza itd.). Pulzni semenski optični signal Q-moduliranega vlakenskega laserja se generira s periodičnim povečevanjem ali zmanjševanjem optičnih izgub v resonančni votlini, da se ustvari pulzni optični izhod, ki je preproste strukture in cenovno ugodnejši. Vendar pa so parametri impulza nekoliko omejeni z Q-moduliranimi napravami in drugimi vplivi.
Načelo notranje strukture MOPA vlakenskega laserja in Q-moduliranega vlakenskega laserja je shematsko prikazano na naslednji način.
3. Izhodni optični parametri
Izhodna širina impulza MOPA vlakenskega laserja je neodvisno nastavljiva. Širina impulza MOPA vlakenskega laserja ima poljubno nastavljivost (območje od 2 ns do 500 ns).
Ožja kot je širina impulza, manjše je območje, na katerega vpliva toplota, in večja je natančnost obdelave.
Širina izhodnega impulza Q-moduliranega vlakenskega laserja ni nastavljiva in je običajno nastavljena na fiksno vrednost od 80 ns do 140 ns. Vlaknasti laser MOPA ima širši razpon frekvenc ponavljanja. MOPA laserji lahko dosežejo visokofrekvenčni izhod MHz. Visoka frekvenca ponavljanja pomeni visoko učinkovitost obdelave, MOPA pa lahko ohrani visoke karakteristike maksimalne moči pri pogojih visoke frekvence ponavljanja. Q-modulirani vlaknasti laserji so omejeni z delovnimi pogoji Q-stikala in imajo ozko izhodno frekvenčno območje, ki pri visokih frekvencah doseže le ~100 kHz.
4. Scenariji uporabe
Vlaknasti laser MOPA ima širok razpon parametrov, zato lahko poleg pokrivanja običajnih aplikacij obdelave z nanosekundnim laserjem izkoristi tudi svojo edinstveno ozko širino impulza, visoko frekvenco ponovnega spreminjanja in visoko vršno moč za doseganje nekaterih edinstvenih aplikacij za natančno obdelavo. Na primer.
Uporaba pri odstranjevanju površin iz tankih plošč iz aluminijevega oksida
Zdaj vedno bolj tanjši in lahki elektronski izdelki, mnogi mobilni telefoni, tablice in računalniki uporabljajo tanko aluminijevo oksidno lupino kot ohišje izdelka. Uporaba Q-moduliranega laserja v tanki aluminijasti plošči za označevanje prevodnih delov lahko zlahka povzroči deformacijo materiala, kar neposredno vpliva na videz konveksne hrbtne strani embalaže. Uporaba MOPA laserja z manjšimi parametri širine impulza lahko povzroči, da se material ne deformira zlahka, rezultat pa je tudi bolj nežna svetlo bela barva. To je zato, ker MOPA laser uporablja majhne parametre širine impulza, kar lahko povzroči krajši čas delovanja laserja v materialu, hkrati pa ima dovolj energije za odstranitev anodne plasti, zato je MOPA laser boljša izbira za obdelavo tanke površine aluminijevega oksida za odstranjevanje anod.
Uporaba črnjenja eloksiranega aluminija
Uporaba laserja za označevanje črnega logotipa, številke modela, besedila itd. na površini eloksiranega aluminija je v zadnjih dveh letih postala široko uporabljena pri proizvajalcih elektronike Apple, Huawei, ZTE, Lenovo, Meizu in drugih za označevanje logotipa, številke modela itd. s črnimi oznakami na ohišju elektronskih izdelkov. Za tovrstno uporabo trenutno deluje le MOPA laser. Ker ima MOPA laser širok razpon nastavitve širine impulza in frekvence impulzov, lahko z uporabo ozke širine impulza visokofrekvenčni parametri na površini materiala označijo črni učinek, z različnimi kombinacijami parametrov pa lahko označijo tudi različne učinke sive lestvice.
Barvno lasersko označevanje
Barvno lasersko označevanje je nova vrsta postopka laserskega označevanja. Trenutno ta tehnologija začasno uporablja le MOPA lasersko označevanje nerjavečega jekla, kroma, titana in drugih kovinskih materialov z barvnimi vzorci. Pri barvnem označevanju nerjavečega jekla se lahko laserski žarek prilagodi tako, da se barva površinske plasti materiala spremeni, da se doseže dekorativni učinek različnih barv. V industriji izdelkov iz nerjavečega jekla lahko dodate barvo vzorca označevanja in po želji uredite različne vzorce besedila. To je priročno in enostavno za uporabo: varstvo okolja in ne onesnaževanje; hitrost označevanja lahko znatno poveča dodano vrednost izdelkov iz nerjavečega jekla in poveča konkurenčnost izdelkov iz nerjavečega jekla na trgu. Izdelku se doda dodana vrednost.
Na splošno sta širina in frekvenca impulza MOPA vlakenskega laserja neodvisno nastavljiva, nastavljivi parametri pa so široki, zato je obdelava fina, z nizkim toplotnim učinkom, na tanki plošči iz aluminijevega oksida, črnem eloksiranem aluminiju, barvi nerjavečega jekla itd., izjemna, saj lahko doseže učinek, ki ga Q vlakenski laser ne more doseči. Q-modulirani vlakenski laser je značilen za močnejše označevanje in ima določene prednosti pri globoki gravuri kovin, vendar je učinek označevanja bolj grob. Glavne značilnosti impulznih vlakenskih laserjev MOPA v primerjavi z Q-moduliranimi vlakenskimi laserji so prikazane v spodnji tabeli pri običajnih aplikacijah označevanja. Uporabniki lahko izberejo pravi laser glede na dejanske potrebe materialov in učinkov označevanja.
| Ime aplikacije | Q-modulirani laserji | MOPA laserji |
| Odstranjevanje površin iz aluminijevega oksida | Podlaga se zlahka deformira, pri čemer nastanejo konveksne vrečke in hrapave spodnje črte. | Majhna širina impulza, majhen toplotni ostanek, brez deformacije substrata, fin in svetlo bel osnovni vzorec |
| Črnjenje eloksiranega aluminija | Možna je le omejena količina kakovostnega brisanja prahu | S širokim naborom nastavitev parametrov lahko označite različne odtenke sive in črne ter obdelate črno. |
| Globoko graviranje kovin | Močan, primeren za globoko rezbarjenje, grobo spodrezovanje | Šibka globina gravure, vendar fino podčrtavanje, majhen zožitev, možnost svetlo bele obdelave |
| Barva nerjavečega jekla | Mora biti izven fokusa, učinek je težje prilagoditi | Z nastavitvijo kombinacije širine impulza in frekvence lahko predvaja različne barve |
| ABS in druga predelava plastike | Enostaven učinek rumenenja, težek občutek, hiter | Brez občutka, ni lahko rumeno, fina obdelava |
| Odstranjevanje barve s prosojnih plastičnih tipk | Težje odstraniti | Enostavno odstranjevanje, čista, jasna kontura robov, boljši prenos svetlobe, visoka učinkovitost |
| Črtna koda za označevanje tiskanih vezij, 2D koda | Visoka energija posameznega impulza, vendar je epoksidna smola občutljiva na lasersko energijo | Uporabite majhno širino impulza, srednjo frekvenco, črtno kodo in 2D kodo, ki je bolj jasna, ni jo enostavno odstraniti in jo je enostavno skenirati. |
5. Značilnosti delovanja laserskega označevalnega stroja MOPA
Laserski markirni stroj MOPA spada v kategorijo laserskih markirnih strojev. Laserski markirni stroj MOPA uporablja kot shemo vira semena (MOPA) vlakenskega laserja direktni električno modulirani polprevodniški laser. V primerjavi z Q-moduliranim vlakenskim laserjem sta frekvenca in širina impulza MOPA vlakenskega laserja neodvisno nadzorovani z dvema laserskima parametroma, ki ju je mogoče prilagoditi. Sistem visokohitrostnega skenirajočega oscilatorja omogoča konstantno visoko izhodno moč in širši nabor substratov, ki jih je treba označiti. Z visokokakovostnim laserskim žarkom, nizkimi stroški uporabe in 100.000 urami vzdrževanja je primeren za označevanje črnega aluminijevega oksida, nerjavečega jekla 304, odstranjevanje anod, odstranjevanje premazov, polprevodniško in elektronsko industrijo, označevanje plastike in drugih občutljivih materialov ter industrijo PVC plastičnih cevi, označevanje vzorca pisave za varstvo okolja v skladu s standardi ROHS.
V primerjavi s splošnim laserskim označevalnim strojem ima MOPA M1 širino impulza 4–200 ns, M6 pa 2–200 ns. Širina impulza običajnega laserskega označevalnega stroja je 118–126 ns, zato je mogoče širino impulza MOPA laserskega označevalnega stroja prilagajati v širšem območju. Tako lahko razumete, zakaj nekateri izdelki z navadnim vlaknenim laserskim označevalnim strojem ne morejo doseči želenega učinka, medtem ko MOPA laserski označevalni stroj to zmore.
Vendar pa mnogi kupci pri nakupu laserskih gravirnih strojev MOPA pričakujejo enako hitrost obdelave kot pri običajnih strojih za graviranje z vlaknenim laserjem, vendar to očitno ne drži. Tehnologiji se razlikujeta. Pri graviranju barvnih učinkov mora stroj označevati z minimalnimi senčnimi učinki pri visokih frekvencah, kar omogoča graviranje z visoko ločljivostjo, hkrati pa je hitrost graviranja relativno počasnejša. Poleg tega pri graviranju globine kovine laserski gravirni stroj MOPA morda nima prednosti, ker ni prednosti pri energiji posameznega impulza, vendar je učinek občutljiv in boljši od običajnega laserskega gravirnega stroja v velikem obsegu. Zato morajo stranke, preden se odločijo za nakup laserskega gravirnega stroja MOPA, razumeti prednosti in slabosti te vrste laserskega gravirnega stroja.
MOPA laserski gravirni stroj je primeren za fino označevanje kovinskih in nekovinskih materialov, kot so lasersko gravirani digitalni deli izdelkov v črni barvi, zadnji pokrov mobilnega telefona, iPad, črni aluminij, tipke mobilnega telefona, prosojne plastične tipke, elektronske komponente, integrirana vezja (IC), električne naprave, komunikacijski izdelki, kopalniška sanitarna oprema, pripomočki za orodje, rezalna orodja, očala in ure, nakit, avtomobilski deli, prtljaga in torbe, posoda, izdelki iz nerjavečega jekla in druge industrije.
Podjetje Maven Laser Automation se že 14 let osredotoča na lasersko industrijo. Specializirani smo za lasersko označevanje. Imamo stroje za označevanje z vlaknenim laserjem, CO2 laserjem, UV laserjem, poleg tega pa imamo tudi laserski varilni stroj, laserski rezalni stroj in laserski čistilni stroj. Če vas zanimajo naši stroji, nas lahko spremljate in nas kontaktirate.
Čas objave: 15. november 2022
