激光雕刻：整个流程及其背后的技术

激光雕刻：整个流程及其背后的技术

激光雕刻技术自1996年问世以来，经历了从笨重机器到桌面设备的演变，如今已广泛应用于工业制造、电子产品、艺术创作等多个领域。本文将为您详细介绍激光雕刻的基本原理、技术特点、应用领域以及未来发展趋势。

激光雕刻的基本原理

激光的工作原理基于光子的产生和移动。光子在激光室中产生并被重定向到物质处理单元。激光频率决定了光束是否通过光纤。当原子吸收大量能量后，会从最低能量状态转变为高电荷状态，即所谓的“激发态”。

排放

• 当原子处于激发态时，它们会尽快恢复到较低的能量水平，这个过程称为过渡。每次发生这种情况时，都会释放出等于能量差的光量，这被称为自然排放。
• 通过与产生它的原子相当的处于激发态的其他原子碰撞，发射的光触发相变。这种发射的光束被称为受激发射。
• 这会导致人口反转，发出相干光束。激光在许多领域都很受欢迎，因为它们具有几何相干性。光学放大在激光中发射光，它涉及电磁波刺激，来自高强度光子。
• 激光器发射聚焦电磁束，它是完全单色的，还表现出准直和均匀的色散。

重点

• 在进行激光雕刻时，确保激光束精确聚焦至关重要，因为这会影响雕刻的范围和水平。ComMarker B4可以实现精度为0.01mm的高品质雕刻。
• 正确聚焦的激光束可实现精确而深的雕刻，增强吸收。而表面雕刻是激光束没有正确瞄准的结果。

激光的物理特性及其与材料的相互作用

激光具有以下物理特性，这些特性尤其适用于激光雕刻机：

1. 单色性

激光由于其单一的波长而被认为是单色的，这与具有多个波长的自然光形成对比。激光雕刻最适合使用单色激光来管理深度和精度，特别是在金属材料上。3D打印也是利用激光单色特性的应用之一。

2. 连贯性

激光发出的光是相干的，因为其脉冲彼此同相。自然光的不相干性导致了变化。激光雕刻的锐度和清晰度取决于过程中使用的激光的凝聚力。

3. 波长

激光光束中连续峰值之间的直径是其波长。可雕刻材料的选择取决于激光波长。

4. 准直

激光是准直的，这意味着它的光束彼此平行。这与自然光在一定距离内的色散形成对比。激光束的准直对于激光雕刻至关重要，因为它可以雕刻出精细的细节，可用于画直线，也可用于标签设备和金属加工。

5. 脉冲持续时间

激光束激活的时期，或“脉冲式”，被称为脉冲持续时间。使用激光雕刻时，雕刻的标准可能会受到脉冲持续时间的影响。这在制造高质量医疗植入物时尤为重要，定制行业也受益于此，因为皮革和铝制品可以因此被雕刻。

激光雕刻机主要部件

激光雕刻机是一种复杂的设备，由以下组件组成：

1. 激光源的选择及特点

在确定要雕刻的材料时，首先需要选择激光源的类型。CO2激光雕刻机、二极管激光器和光纤激光器都采用几乎相同的原理，但有不同的应用。光纤激光雕刻机由于其单色性和相干性，是最有效的。ComMarker B4在这些方面表现出色。

2. 镜头和聚焦系统

聚焦系统将激光投射到雕刻介质上。有手动和自动对焦系统。第一批设备需要手动光学对焦调节，而自动对焦系统则自动调整镜头。

客户需求决定了最有效的镜头和聚焦系统。优质凸透镜，可调焦，适合多种材料雕刻。用于大型雕刻，使用具有自动对焦功能的凹透镜。使用具有自动对焦功能的准直透镜雕刻远处的物体。

3. 工作台及材料固定装置

用户需求决定了最佳的激光雕刻机工作台和材料锚固系统。大多数典型的激光雕刻机工作台是平坦的。安装在平坦工作台上的真空面板是雕刻各种材料的绝佳选择。

旋转工作台用于雕刻球形物品。用于雕刻大型或笨重的物品，传送带工作台是理想的选择。材料也通过夹具固定到位。当真空或磁铁不起作用时，它们可以方便地容纳太大或太重而无法粘附在表面上的物品。

4. 控制系统和软件

开源软件非常适合用于激光雕刻机。当我们查看ComMarker B4时，光烧是用于管理激光雕刻机的行业特定软件。支持包括G代码的格式、光栅图片和矢量草图，它与各种激光雕刻机兼容。

激光雕刻的完整流程

激光雕刻遵循以下过程：

材料的选择和准备

雕刻工艺的第一部分是选择雕刻材料。确保物质相容。开发雕刻设计是首要任务。布局必须是矢量布局，由直线和曲线组成，要使用的。

准备好雕刻材料至关重要。在某些情况下，这需要剥掉其保护层的材料或擦洗它。使激光束与物质产生有效的相互作用，它必须是干净的。

材料有足够的支持也很重要。在整个雕刻过程中保持材料静止至关重要。

参数设置

确保激光雕刻机通过设置即可运行。这涉及修改激光的强度和速率，以及聚焦光束的角度和强度。激光束落在物质上的时间与其速度成正比。

激光的集中能力控制着表面雕刻的深度。机器的对准也很重要。激光束对物质的影响精度取决于此。以ComMarker B4为例，您可以通过按上升或下降按钮来调整激光的焦点，直到3红灯相交。

该设备的焦距为110×110，测量的长度为激光头与雕刻介质顶层的垂直高度。需要精确测量该参数。这是因为激光的不一致造成焦距的差异。

设计与编程

原始设计和现有设计都可以使用。供激光雕刻设备读取图稿，必须将其从一种特定格式翻译为另一种特定格式。常见，这是通过使用常规矢量图像来完成的。3D设计也可以通过此创建，使用EZCAD2等激光雕刻软件。

该物质被激光束蒸发或碎裂，以产生预期的印象。按照计划的图案用激光束扫描材料的最外层。雕刻所需的时间可能会因设计尺寸和复杂程度而异。

后处理和清洁

雕刻过程完成后，材料可以从机器中取出，以便打印可以继续。正确清洁材料并擦去残留物。

激光雕刻的应用领域

工业制造

激光在制造业中的用途是无穷无尽的。从中小企业到大型企业，一切都利用激光器实现多种功能。激光很受欢迎，因为它们标记和加工速度快。中功率激光器能够焊接金属板材。如商用激光雕刻机30W光纤激光雕刻机康马克B4。

产品品牌化和系列化

产品可能标有序列号、条形码和其他使用激光雕刻的标识符。除了防止假冒产品，这提高了生产和分销过程中的产品可追溯性。

珠宝首饰生产

名称、日期、特殊信息可以激光雕刻到一件珠宝上，使其独一无二。这使得珠宝因其独特性和价值而更受追捧。

制作广告材料

促销品上的个性化标记，例如记号笔、杯子、奖牌是通过激光雕刻制作的。这种做法有助于营销和广告。

艺术、装饰及礼品定制

主要使用激光雕刻机的行业是艺术、媒体以及礼品定制。流行理念激励艺术家使用激光创作当代艺术。在娱乐圈，激光雕刻机用于创建个性化物品和印刷品。

随着按需印刷行业的发展，光纤激光机可以快速制造定制产品。ComMarker B4可以绘制复杂的图案、缩写和其他设计。

电子行业

激光雕刻是电路制造商常用的方法，将电路板的序列号永久雕刻在其上。在电子行业，它可用于在各个部件上添加徽标和其他设计。

损坏的智能手机显示屏可以通过它修复。激光雕刻允许医疗设备制造商根据个人需求调整电气元件。

激光雕刻的优点和局限性

使用激光雕刻机有一定的好处和限制。这些将在下面讨论。

好处

• 激光雕刻可实现非常精确和深入的雕刻，特别是对于小件或精致的物品。
• 其适应性使其适合在多种基材上使用，包括钛、铬合金、不锈钢、金子、银、牛皮等。
• 使用激光进行雕刻可能是一个快速而简单的过程。
• 除了保证被雕刻物品的安全外，事实上，它是一种非接触式程序，这也使得它非常方便。
• 该过程的自动化可以减少劳动力上花费的时间和金钱。
• 激光雕刻的结果是坚固且持久的雕刻。

局限性

• 激光雕刻机成本高是普遍现象。
• 如果利用不当，激光雕刻机造成严重的健康危害。
• 不正确的激光设置可能会对正在雕刻的材料造成不可挽回的伤害。
• 需要熟练的操作员来运行这样的工具。
• 一些材料，包括那些含水量较高或折射光的物质，不是激光雕刻的合适选择。

未来发展趋势

由于其潜在用途的广泛性，激光技术似乎具有无限的潜力。商界专家正在努力将激光器融入到各种行业中。其中包括医疗保健、工业生产、电力储存、媒体等。由于行业的快速扩张，激光器的收入和销售前景看起来一片光明。因此，农业环境中对高效激光器的需求可能会增加。

• 正在开发节能激光雕刻以实现环境可持续发展
• 蔬菜和柑橘类水果只是可以激光雕刻的部分食品。无论是出于个性化目的（例如添加徽标或消息）或者为了视觉吸引力，这种情况经常发生。
• 刺绣和激光雕刻均应用于时装行业。这样做可以是为了使用品牌细节来个性化产品，或者添加独特的设计或图案。
• 激光制导飞机和自动驾驶汽车正在研发中。还，尚未实现露天连续光纤通信。
• 将来，3D打印可能成为柔性制造的标准功能。
• 实现各自领域的现代化，DNA测序工具和高生产设施均采用先进的激光技术。

ComMarker B4 20W 光纤激光雕刻机

ComMarker B4-20W具有先进的、隐藏式升降电机。B4-20W激光雕刻机处理复杂、对金属和岩石进行多层次3D雕刻和深度雕刻。宽敞的工作区：110mm和200mm双镜头，使用双红点定位器标记区域，以实现精确校准和聚焦。广泛的兼容性：雕刻……

结论

今天，激光器因其强大的功能和多功能性而被广泛应用于各个行业。除了雕刻，激光雕刻机用于专业产品线产品生产中的印刷和制造目的。我们希望本文能帮助您了解激光雕刻机及其背后的技术。