Investigación de aplicaciones de marcado de fuente láser 355 de 5 vatios en código QR de menos de 1x1 mm

 

Como método moderno de mecanizado de precisión, la tecnología de marcado láser tiene ventajas incomparables en comparación con los métodos de mecanizado tradicionales, como la erosión por corrosión, el mecanizado por descarga eléctrica, el trazado mecánico y la impresión.

 

La demanda de marcado de precisión en la fabricación industrial ha experimentado un impulso positivo en los últimos años. En particular, la producción de bienes de consumo premium está impulsando esta tendencia para garantizar la más alta calidad, como el marcado de logotipos y códigos de matriz 2D ultrafinos para el seguimiento de piezas, la gestión de la calidad de la cadena de suministro y la prevención de la piratería de productos. En muchos casos, dichos códigos son intencionalmente invisibles para los consumidores, pero pueden ser leídos por sensores en el proceso de producción.

 

La máquina de marcado láser utiliza un rayo láser para marcar permanentemente la superficie de varias sustancias. El efecto del marcado es exponer el material profundo a través de la evaporación del material de la superficie, para grabar patrones, marcas registradas y caracteres exquisitos. Las máquinas de marcado por láser se dividen principalmente en máquinas de marcado por láser de CO2, máquinas de marcado por láser de semiconductores y máquinas de marcado por láser de fibra. Y la máquina de marcado láser YAG, la máquina de marcado láser se utiliza principalmente en algunas ocasiones que requieren una precisión más fina y más alta.

 

Debido a estas ventajas, el marcado láser de precisión se usa cada vez más en una variedad de industrias de fabricación industrial, incluidas la microelectrónica, los semiconductores y la industria automotriz.

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Ventajas de la tecnología de marcado láser:

 

1. Usando el marcado láser como método de procesamiento, no hay fuerza de procesamiento entre la pieza de trabajo y la pieza de trabajo. Tiene las ventajas de no tener contacto, no tener fuerza de corte y poca influencia térmica, lo que garantiza la precisión original de la pieza de trabajo.

 

2. La controlabilidad espacial y la capacidad de control del tiempo del láser son muy buenas, y el grado de libertad para la calidad del material, la forma, el tamaño y el entorno de procesamiento del objeto de procesamiento es muy grande, y es especialmente adecuado para procesamiento automático y superficie especial Procesando.

 

3. La máquina de marcado láser tiene grabado y grabado fino, y las líneas pueden alcanzar el orden de milímetros a micras. Es muy difícil imitar y cambiar las marcas hechas por la tecnología de marcado láser, lo cual es extremadamente importante para la lucha contra la falsificación de productos.

 

4. La combinación del sistema de procesamiento láser (sistema) y la tecnología de control numérico por computadora puede formar un equipo de procesamiento automático eficiente (shèbèi), que puede imprimir varios caracteres, símbolos y patrones, software fácil de usar para diseñar patrones de marcado, cambiar el contenido de marcado sitios web y adaptarse a la producción moderna. Alta eficiencia, requisitos de ritmo rápido.

 

 

Para lograr estos resultados de marcado de precisión, la elección del tipo de láser es fundamental. Hay dos principios generalmente aceptados de marcado láser: uno es "procesar térmicamente" un rayo láser con una densidad de energía más alta (es un flujo de energía concentrado), que se irradia sobre la superficie del material a procesar, y la superficie del material absorbe la energía del láser. El proceso de excitación térmica ocurre en el área, por lo que la temperatura de la superficie del material (o recubrimiento) aumenta, lo que resulta en metamorfosis, fusión, ablación, evaporación y otros fenómenos. Otro tipo de "trabajo en frío" es el uso de fotones (ultravioleta) con energía de carga muy alta para romper los enlaces químicos en el material (especialmente materiales orgánicos) o el medio circundante, de modo que el material sea destruido por un proceso térmico. Este trabajo en frío es de especial importancia en el marcado láser porque no es una ablación térmica, sino un pelado en frío que rompe los enlaces químicos sin el efecto secundario del "daño térmico", por lo que no afecta la capa interna y las áreas adyacentes de la superficie maquinada. Producir calentamiento o deformación térmica y otros efectos. Por ejemplo, los láseres excimer se utilizan en la industria electrónica para depositar películas delgadas de especies químicas sobre materiales de sustrato, creando zanjas estrechas en sustratos semiconductores.

 

El marcado láser de menor precisión y calidad utiliza principalmente láseres de fibra infrarroja debido a su menor costo. En el otro extremo, los excitadores de picosegundos y femtosegundos de pulso ultracorto pueden generar resultados de marcado de la más alta calidad y códigos de matriz 2D en casi cualquier material, pero a un costo significativamente mayor. La solución al dilema de coste y rendimiento es un láser de nanosegundo UV pulsado bien diseñado.

 

Máquina de marcado por láser UV que cumple con todos los requisitos clave para marcar matrices de datos ultrafinas de hasta 100 µm de tamaño. Las longitudes de onda ultravioleta producen características y marcas más finas debido a la capacidad de enfocarse en un tamaño de punto más estrecho y una profundidad de absorción menor en la mayoría de los materiales. También está disponible una calidad de haz muy alta, es decir, un perfil de haz circular con bajo astigmatismo y M², lo que permite a los usuarios lograr puntos focales con difracción limitada. La elipticidad típica de los láseres UV es <1,1, el astigmatismo <0,1* y el M² es de aproximadamente 1,1.

 

 

Dado que los resultados de alta calidad también dependen del material específico que se procesa, necesitamos una gama amplia y flexible de parámetros láser para cubrir una amplia gama de materiales. Los marcadores láser UV están disponibles en modelos de alta energía con rangos UV >100 µJ y >200 µJ a 532 nm y versiones de mayor potencia hasta >4 W a 355 nm y >5 W a 532 nm, a través de altas tasas de repetición. satisfacer estas necesidades.

 

También necesitamos capacidades avanzadas de control de pulsos para facilitar el mecanizado de alta calidad. Pulse-on-demand (E-Pulse™) con energía de pulso constante permite un marcado de precisión rápido y proporciona capacidades de movimiento PSO (enfoque de aplicación n.º 44). La capacidad de control de energía de pulso de circuito cerrado de los láseres UV, llamada E-Track™ (informada en Application Focus #32), permite un control preciso de cada pulso de láser, lo que da como resultado estructuras ultrafinas. Usando un láser UV, demostramos el marcado de códigos de barras legibles por máquina ultrafinos en aplicaciones de dispositivos móviles y cerámicas utilizadas en vidrio de cal sodada. Con longitudes de onda UV, pudimos generar puntos de menos de 10 µm de tamaño, lo que resultó en una matriz de datos de 200 µm de 20×20 puntos. Debido a las excelentes propiedades de haz de los láseres UV, logramos estos pequeños puntos utilizando un espejo galvo que contiene una lente telecéntrica f = 100 mm, es decir con un enfoque moderado sin requisitos complejos de posicionamiento de la muestra. Alta velocidad de procesamiento y tiempo de marcado de aprox. Se pueden lograr 100 ms para códigos de barras de 20 × 20 usando el espejo galvo.

 

 

Otra aplicación que requiere una estructura hiperfina es la escritura directa de logotipos. Los estrictos requisitos de calidad de la superficie dictan el uso de estructuras ultrafinas para que el contraste de este logotipo produzca un aspecto novedoso y de primera calidad sin sacrificar la topografía de la superficie. En muchos casos, la superficie debe permanecer lisa o tener algún tipo de sensación táctil cuando la toca un ser humano.

 

 

En conclusión, un láser de nanosegundos UV pulsado con un costo y un rendimiento atractivos puede generar de manera eficiente estructuras ultrafinas en matrices de datos 2D, así como en varios materiales utilizados en el marcado de logotipos. Los marcadores láser UV son ideales para estas exigentes aplicaciones.