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睿达科技自创立之日起就坚持自主研发,自主创新。我们专注在激光切割系统的开发和应用,经过多年的技术和经验积累,已经创造和实施了诸多的成功控制系统解决方案,并得以在客户中得到推广和应用。当设备制造商需要一个高速,高可靠性以及高效灵活的激光加工控制系统时,睿达科技将在专业的高质量切割领域以及自动化方面为您提供一个高性价比的实施方案。在激光切割系统应用中,睿达科技可以从每个环节和细节提供系统级的咨询和服务,为客户节省成本和选型的时间以及调试的时间,也使用户的售后服务得以简化。睿达科技切割系统家族产品涵盖了从脱机产品到联机的系列产品。产品高度兼容高压激励CO2激光器、射频激励CO2激光器、光纤激光器以及紫外激光器系列。从低功率非金属激光切割系统、中功率金属非金属激光切割系统以及高功率光纤激光切割控制系统都可以提供完整的解决方案。产品应用覆盖普通切割和精密切割领域。睿达科技的激光切割系统产品都基于工业级的TI系列浮点DSP处理器和高密度的FPGA技术,可脱机运行的硬件架构保证了系统长时间工作的稳定性。柔性的加减速技术和前瞻控制技术保证了整个控制系统的快速性和平稳性。产品功能可以完成平面切割、平面雕刻,旋转切割,旋转雕刻功能。自主研发的针对金属或者非金属材料的自动调高控制器扩展了普通二维切割应用的广度,使得切割非平面的材料成为可能。另外,作为整个控制系统的补充,睿达科技还提供无线WIFI,无线操作手柄等辅助设备,以改善用户操作的性能。 机器视觉在睿达科技产品发展中占有越来越重要的地位。我们还将更加深入融合视觉技术在运动控制的深度应用。目前,我们已经具有了基于图形模板匹配技术的视觉定位系统以及基于mark点的视觉定位系统。另外我们还又拥有自动轮廓识别和变形匹配技术以适应更加复杂的现场应用。我们已经将视觉技术和激光切割应用紧密结合,派生了诸多的视觉切割控制系统。视觉技术和焊接应用结...
基于振镜控制的激光运动控制系统在激光打标、激光振镜切割、激光焊接、激光熔覆、激光清洗等方面都获得了广泛应用。睿达科技已经在激光振镜控制方面拥有多年技术积累,而且在平台技术方面除了振镜控制,激光控制,还集成了多轴旋转电机的运动控制。我们不仅仅致力于单机打标控制系统的研发和应用,同时也致力于整个激光标刻自动化方面的研究和应用,使得单一的激光标刻设备可以集成到整个工厂自动化的控制体系当中。目前睿达科技的打标产品线涵盖了普通二维打标,飞行打标,阵列打标和拼接打标以及视觉打标等产品。激光标刻产品拥有丰富的硬件资源和软件资源,因此睿达科技的激光标刻产品可以完成多样化,复杂和柔性的激光加工功能,为激光振镜,电机运动复合加工中心提供了硬件基础。另外其高兼容性的设备接口标准可以非常容易的集成到外部的系统当中。基于工业4.0架构开发的实时信息交互系统提供了和外部工厂自动化以及基础云平台进行信息交互的通用接口,可以方便的和MES系统以及ERP系统对接。我们提供非常全面的产品解决方案,因此无论你是想选用标准的产品构建设备还是要采用定制化的模块构建机器,我们都能满足您的定制需求。我们将对用户使用我们产品进行集成的全过程进行服务,直到产品投入应用。我们的打标产品线兼容不同能级的激光器和不同波长的激光器,这也就是说明你可以找到适合于打标的控制系统。我们提供创新的,易用的,高性价比的行业解决方案和高效的打标产品。高质量标准和可靠性是睿达科技的信誉所在。应用领域电子元器件,五金制品,精密器械,礼品饰品,玻璃水晶,广告装饰,玩具,电子电器,服装皮革,医药包装,食品包装,芯片制造和电子加工产品功能1.双核控制 ,双向数据处理,速度快,效率高。2.板载校正,速度快,精度高。3.板载加密,安全可靠。4.振镜16位控制精度,可实现微米级打标精度。5.严格的激光和振镜同步控制,扫描一致性高。6.支持4轴联动控制,可实现...
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该产品是RDV6442G-M,RDV6445GZ-M,RDV6445G-M 系列产品中的一个组件,包含了相机,镜头,以及光源,为一个集成一体化的组件。具有质量轻,集成度高的特点。
RDC6585G系统是睿达科技开发的新一代激光雕刻/切割控制系统,该控制系统具有更好的硬件稳定性,具有更好的抗高压、抗静电干扰的特性。基于5英寸彩屏的人机操作系统具有更友好的操作界面及更强大的功能。该控制器包括更完善更优秀的运动控制功能,包括激光切割和扫描加工;具有兼容性更强的6路独立可调的激光电源控制接口,且扩展预留了多路通用/专用IO控制接口,以及多个外设互联接口。该控制器可用于驱动单/多皮带型的2/4/6头电动多头互移机型,最多可支持8个运动轴,6个激光通道。应用领域:适用于大批量的激光切割/雕刻加工行业的电动多头互移控制机型上;适用于需多路激光独立控制的机型上;适用于需要较多输入输出点数的激光雕刻机上;适用于需要较多运动轴数的激光雕刻机上;适用于XY联合运动+定制型辅助轴控制机型上。功能描述:1. 支持单皮带型/多皮带型的2/4/6头电动互移控制;2. 支持最多到8路电机输出,6路相互独立可调的数字/模拟激光输出;3. 支持最多2路扩展串口,可以和EPLC-400,无线手持设备(BWK201R,BWK301R),激光电源等具有RS232标准接口的设备进行通信;4. 支持最多10路OC门(500mA电流)输出,可直接驱动5V/24继电器,控制器内置2路图层联动输出,蜂鸣器+三色灯控制输出;5. 支持手机APP;6. 支持同时对接普通切割和旋转切割,无需外置切换电路,旋转切割在C轴电机接口(6头互移控制除外);7. 支持自动对焦,对焦轴在D轴电机接口(6头互移控制除外);8. 方便定制某些额外的辅助运动控制。
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浅析激光表面处理与激光打标的联系

日期: 2017-10-27
浏览次数: 62

 过去几十年间,激光打标产业取得了显著的发展。现在,全球已经有大量服务于各个行业的激光打标系统供应商。这个市场最重要的变化是推出了低功率脉冲光纤激光器,现在已经发展到几乎每个供应商都能在其产品供给范围内提供这类光纤激光打标设备。

这些激光器的波长通常属于1070 nm左右的近红外(NIR)范畴,非常适用于多数金属产品的打标,因为与波长较长的CO2激光器相比,这种波长的反射率更低。

但即便在这一波长范围内,不同金属打标的难易也不尽相同。铝、铜及其合金被广泛用于几乎每个行业,这些材料均可采用激光打标,但想在低热条件下在这类金属上打出肉眼清晰可见的深色标记,有时依然会有难度。另外,一种已证实的技术表明,高透射材料通常可在不与意外非线性特性相关的脉冲宽度内以最低损伤完成打标和表面毛化处理等加工。

 

激光表面处理

在广泛的工业激光材料加工领域,激光表面加工这一术语通常被用于描述一系列采用连续波(CW)、功率为数千瓦的近红外激光源的加工活动。然而,以上工艺与本文所描述的可被视作为微米和纳米级表面应用的技术完全不同。采用短脉冲皮秒(10-12)和飞秒(10-15)超快激光器的许多工艺已经确定,也有许多相关内容的发表。

这些工艺的主要缺点是:即便属于这类激光器门类中的低功率系列产品,它们的投资与运行成本仍然很高。由于加工速度通常取决于激光器的平均功率,对于大多数工业激光用户而言,实际表面覆盖率条件下的激光加工成本可能太高。

最近,成熟的纳秒级脉冲光纤激光器的脉宽范围已扩展到亚纳秒级,随之而来的是以数量级增加的峰值功率能力。这使开发出一种采用具成本效益的长皮秒激光源的新型激光表面加工工艺成为了可能。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图1:一系列不同层次激光表面处理工艺

虽然这些技术通常被称为激光表面处理,从机械角度来看,这些工艺与激光打标息息相关,因为它们局限于对部件的表面处理,通常需要结合采用激光消融与熔融工艺。图1尝试着用行业广为接受的术语以及所涉及的主要物理机制,来对这种范围广泛的工艺进行分类。

 

激光表面毛化处理与激光打标分析

通过一定方式改变激光打标表面区域,使之与未打标区域形成视觉上的对照,激光标记具有重要的应用。

笔式表面轮廓仪也许是测量相关数据最有名、应用最广泛的技术,因此,选用了该技术对激光处理进行初步评估。表面形态学对更普遍的表面特性与形状进行定性、定量描述,成像技术在这里更为有用。因而,选用了共聚焦激光扫描显微镜的二维和三维图像。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图2:利用高峰值功率、亚纳秒光纤激光器加工裸铝材料的反射效果

先进的分光光度计被广泛应用于量化表面颜色。通过对从可见光谱上的多点表面上的反射光进行分析能够实现这一目标,无论是否包含高光元素,都可形成反映各表面特性的独特反射曲线。这些仪器也被广泛用于测量表面的L*值或表面颜色的深浅。现在,这种技术是量化激光对各种消费品的打标效用时必不可少的工具。这些反射曲线和L*值被用来量化高峰值功率、短脉冲型光纤激光器(图2)在铝、铜和玻璃这三种具有挑战性的材料上的效用。

01 铝金属的激光表面毛化处理

对于铝质材料来说,其自然氧化层具有吸湿性,且厚度会随时间增大。所以,去除这层粗糙的受污染的氧化层,以暴露下层铝材,可能足以形成充足的对比度。另一个比较复杂的因素是,下层铝材的熔融或消融程度会显著影响标记的外观。

仔细调整激光器的参数,可以产生更为光亮的表面,以展现出对比度提高的熔融效果。通 过使用~1mJ的脉冲能量,可以在铝材上形成色泽较深、氧化程度高的表面,但是,如果想要获得低的L*值,同时又能够获得坚固的、非易碎型的表面,使得标记的外观不会随着观察角度的变化而改变,则需要对工艺进行仔细的控制。提高消融水平以形成微粗糙表面,也可以获得颜色更深、吸收性较高、L*值较大的表面 (图3)。所显示的表面尺寸均<10μm,表面粗糙度(Ra)远低于<5μm。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图3:用5ns、75μJ的激光器处理的深灰色铝材表面,放大倍数:200X

从铝表面去除阳极化涂层是一种广泛使用的技术,相同的规则也适用于在基板上应用激光——熔融性强便意味着能够产生更具反射效果的表面。不管是裸铝材还是阳极化铝材,打标速度均达到1-2m/s的高水平。最近,已经开发出在特定阳极化涂层上的激光打标技术,使用低纳秒、亚纳秒光纤激光器可以获得<30 的L*值,尽管其打标速度比上述方式要低得多。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图4:用0.15纳秒和1纳秒脉冲处理的 0.8mm厚的铜质材料的表面效果

02 铜金属的激光表面毛化处理

对铜金属进行激光抛光以形成对比是相对较为熟知的方法,但是,因为这种金属与生俱来具有的高反射率,要获得深色的标记通常会更具难度。IPG光子公司硅谷技术中心(SVTC)开发出了这类技术,可在铜质材料表面产生L* 值<30的深色表面。

如图5所示,通过与抛光前的表面粗糙度对比,可以看出经激光处理表面的粗糙度差异(<1μmRa)。但表面结构更为复杂,表面区域得到了极大改善,从而形成了高吸收性表面。这从图4可以看出。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图5:用150皮秒脉冲处理的铜金属

图5最右侧部分是未经激光处理的抛光区域,左侧则是激光处理过的区域。这些特征与铝质材料上形成的特征相比,要小一个数量级(图3)。所获得的表面结构支 持了非线性、等离子控制过程的假设,而不是传统的热去除材料的过程。进一步的相关证据是,同样的激光参数可用于处理20 μm厚的铜箔,而不会造成材料变 形,尽管使用的是平均功率为28.5 W的亚纳秒激光器。

03 玻璃的激光表面毛化处理或打标

出乎意料的是,与用于铜质材料几乎相同的参数也可应用于无涂层硼硅酸盐玻璃上下层表面的打标。这进一步支持了有关非线性吸收是由于高峰值功率光纤激光器的影响而产生的假说。检查划片区,可以看到“龟裂”情况非常有限,裂纹<10μm,表面粗糙度<5μmRa。图6显示了低倍镜下的划线及非开裂 状况。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图6:低倍镜下,处理过的铜金属上的划线形态

这个过程中最有趣的结果如图7所示。其中,玻璃表面的反射率可以通过改变扫描参数进行严密控制。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图7:经扫描速度为1–1.5m/s的150皮秒激光处理的无涂层硼硅酸盐玻璃的效果

 

讨论及总结

本文探索了如何量化激光打标和表面毛化处理,并使用这些技术对铝材进行激光打标。对更具挑战性的铜材和无涂层玻璃表面进行打标的技术表明,未来还将会有适用于范围更广泛的表面结构的工艺应用出现。

铜金属之间或与其它金属之间的激光焊接一直是低功率热传导焊接领域的一项难题,这是因为同时存在固有的高反射率和扩散系数,以及不一致的原生表面氧化层。事实表明,这种深色打标技术在焊接铜时,可以提高一致性。作为正在进行的研究的一部分,通过激光束来改善和规范表面吸收性,这些精细构造也可以提高铜或铝与 其它不同金属之间的结合。

浅析激光表面处理与激光打标的联系

图8:使用IPG脉冲激光器在铜金属上打标

在相关案例中,采用了同样的亚纳秒激光器对金属进行激光预处理,以便其随后可与透射性聚合物粘合在一起。激光清洁表面所具有的优势,例如因激光预处理导致的表面积增加以及局部的激光加热,促使特定金属-聚合物组合的结合可轻松达到基材的强度水平。

(来源:光易网)

 

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