樹脂材料激光打標原理

1)樹脂刻印、發色的原理  

  材料在接收到光能時都會發生“反射”、“吸收”和“透過”的現象,這些現象也成為激光刻印、激光加工中的核心要素。其中,最重要的是材料對光能的吸收,材料吸收光能,直接破壞材料表麵物質的化學鍵,使被加工過的地方呈現出與其他地方不同的物理特性。

a:多層材料表層剝離

材料特點:樹脂基底,油漆表層

加工特點:低平均功率,小單脈衝能量,高頻率,多角度填充,高速度掃描

推薦激光器類型:高頻低功率紫外脈衝激光器

此類材料的油漆表層一般比較薄,基底材料對紫外光比較敏感,所以(因此?)加工能量不宜太大,否則會損傷基底材料;多角度填充主要是保證剝離均勻、徹底。

實例:物理按鍵



 b:同質材料表層剝離

材料特點:垂直材料表麵方向物理性質一致

加工特點:高頻快速掃描,表層直接氣化

此類材料加工的難點是控製剝離深度,剝離深度要均勻,被剝離表麵顏色要均勻,這些都可以通過調整掃描速度和頻率來控製。

實例:樹脂表層剝離

c :材料表麵發色

激光通過在樹脂上照射使工件本身發色。

不同的樹脂材料,激光使其發色的原理也不一樣,主要以下幾種方式

(1)起泡型:用較低的激光能量通過分子結構的破壞引起顏色的改變和表麵重構,標記部分顏色略凸起於基材表麵。

(2)雕刻型:通過將局部溫度升高至材料的熔點以上,使之熔化,然後重新凝固,表麵將以蝕刻的形式出現。如圖片1所示

(3)色彩雕刻型:激光強度相對要高,通過對表麵材料的局部蒸發產生脊狀溝,材料的碳化引起顏色的改變。如圖片2所示

(4)色彩性:用足夠短波長的激光,使材料分子鏈斷裂從而改變顏色,也可以通過添加定量的添加劑提高標記的對比度。如圖片3所示

 

  

圖片1                 圖片2                圖片3

類別

掃描速度(mm/s)

加工頻率(khz)

脈衝寬度

(ns)

填充間距

(mm)

標記次數

(N)

圖片1

1200

30

25

0.02

2

圖片2

3000

40

15

0.03

2

圖片3

800

65

8

0.01

4

 2)激光對樹脂的影響

對材質的吸收率因波長而異,圖4紅外(1064),綠光(532),紫外(355)對不同樹脂材質透過率的實驗數據圖,由此可知紫外、綠光激光對PVC、ABS、聚苯乙烯的透過率均低、吸收率均高,可進行良好的刻印。

 

 

文章來源http://www.bellinlaser.com

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