應(yīng)用于電子元器件、集成電路(IC)、電工電器、手機通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車配件、塑膠按鍵、建材、PVC管材。
基本原理
激光打標是用激光束在各種不同的物質(zhì)表面打上永久的標記。打標的效應(yīng)是通過表層物質(zhì)的蒸發(fā)露出深層物質(zhì),或者是通過光能導(dǎo)致表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化而"刻"出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質(zhì),顯出所需刻蝕的圖案、文字。
組成結(jié)構(gòu)
激光電源
光纖激光打標機激光電源是為光纖激光器提供動力的裝置,其輸入電壓為AC220V的交流電。安裝于打標機控制盒內(nèi)。
光纖激光器
光纖激光打標機采用進口脈沖式光纖激光器,其輸出激光模式好使用壽命長,被設(shè)計安裝于打標機機殼內(nèi)。
振鏡掃描系統(tǒng)
振鏡掃描系統(tǒng)是由光學(xué)掃描器和伺服控制二部分組成。整個系統(tǒng)采用新技術(shù)、新材料、新工藝、新工作原理設(shè)計和制造。
光學(xué)掃描器采用動磁式偏轉(zhuǎn)工作方式的伺服電機。具有掃描角度大、峰值力矩大、負載慣量大、機電時間常數(shù)小、工作速度快、穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。精密軸承消隙機構(gòu)提供了超底軸向和徑向跳動誤差;“電子扭力棒”取代傳統(tǒng)彈性材料扭力棒,大大提高了使用壽命和長期工作的可靠性;任意位置零功率保持工作原理既降低了使用功耗,又減少了器件的發(fā)熱效應(yīng),省卻了恒溫裝置;先進的高穩(wěn)定性精密位置檢測傳感技術(shù)提供高線性度、高分辨率、高重復(fù)性、低漂移的性能。
光學(xué)掃描器分為X方向掃描系統(tǒng)和Y方向掃描系統(tǒng),每個伺服電機軸上固定著激光反射鏡片。每個伺服電機分別由計算機發(fā)出數(shù)字信號控制其掃描軌跡。
聚焦系統(tǒng)
聚焦系統(tǒng)的作用是將平行的激光束聚焦于一點。主要采用f-θ透鏡,不同的f-θ透鏡的焦距不同,打標效果和范圍也不一樣,光纖激光打標機選用進口高性能聚焦系統(tǒng),其標準配置的透鏡焦距f=160mm,有效掃描范圍Φ110mm。用戶可根據(jù)需要選配型號的透鏡。
可選配的F-θ透鏡有:
f=100mm,有效聚焦范圍Φ65mm。
f=160mm,有效聚焦范圍Φ110mm。
計算機控制系統(tǒng)
計算機控制系統(tǒng)是整個激光打標機控制和指揮的中心,同時也是軟件安裝的載體。通過對聲光調(diào)制系統(tǒng)、振鏡掃描系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制完成對工件打標處理。
光纖激光打標機的計算機控制系統(tǒng)主要包括機箱、主板、CPU、硬盤、內(nèi)存條、D/A卡、軟驅(qū)、顯示器、鍵盤、鼠標等。
產(chǎn)品特點
公認的原理是兩種:
“熱加工”具有較高能量密度的激光束(它是集中的能量流),照射在被加工材料表面上,材料表面吸收激光能量,在照射區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生熱激發(fā)過程,從而使材料表面(或涂層)溫度上升,產(chǎn)生變態(tài)、熔融、燒蝕、蒸發(fā)等現(xiàn)象。
“冷加工”具有很高負荷能量的(紫外)光子,能夠打斷材料(特別是有機材料)或周圍介質(zhì)內(nèi)的化學(xué)鍵,至使材料發(fā)生非熱過程破壞。這種冷加工在激光標記加工中具有特殊的意義,因為它不是熱燒蝕,而是不產(chǎn)生"熱損傷"副作用的、打斷化學(xué)鍵的冷剝離,因而對被加工表面的里層和附近區(qū)域不產(chǎn)生加熱或熱變形等作用。例如,電子工業(yè)中使用準分子激光器在基底材料上沉積化學(xué)物質(zhì)薄膜,在半導(dǎo)體基片上開出狹窄的槽。
不同標記方法的比較
與噴墨打標法相比,激光打標雕刻的優(yōu)越性在于:應(yīng)用范圍廣,多種物質(zhì)(金屬、玻璃、陶瓷、塑料、皮革等)均可打上永久的高質(zhì)量標記。對工件表面無作用力,不產(chǎn)生機械變形,對物質(zhì)表面不產(chǎn)生腐蝕。
產(chǎn)品應(yīng)用
可雕刻多種非金屬材料。 用于服裝輔料、醫(yī)藥包裝、酒類包裝、建筑陶瓷、飲料包裝、織物切割、橡膠制品、外殼銘牌、工藝禮品、電子元件、皮革等行業(yè)。
●可雕刻金屬及多種非金屬材料。更適合應(yīng)用于一些要求精細、精度高的產(chǎn)品加工。
●應(yīng)用于電子元器件、集成電路(IC)、電工電器、手機通訊、五金制品、工具配件、精密器械、眼鏡鐘表、首飾飾品、汽車配件、塑膠按鍵、建材、PVC管材、醫(yī)療器械等行業(yè)。
●適用材料包括:普通金屬及合金(鐵、銅、鋁、鎂、鋅等所有金屬),稀有金屬及合金(金、銀、鈦),金屬氧化物(各種金屬氧化物均可),特殊表面處理(磷化、鋁陽極化、電鍍表面),ABS料(電器用品外殼,日用品),油墨(透光按鍵、印刷制品),環(huán)氧樹脂(電子元件的封裝、絕緣層)。
常見類型
目前市面上最常見的激光打標機主要以CO2激光打標機以及YAG激光打標機為主,后來YAG激光打標機逐步被半導(dǎo)體激光打標機所取代,成為激光打標機市場占有量最多的一種機型,另外還有高端些的端面泵浦激光打標機,光纖激光打標機,紫外激光打標機等。
隨著科技發(fā)展,電子行業(yè)內(nèi)光纖激光打標機越來越被更多人的接受,其特點非常明顯:一體化設(shè)計,體積小、功耗低、長壽命、高效率、免維護,具有高質(zhì)量的激光束,光斑精細、不需耗材。
產(chǎn)品分類
按激光器
激光打標機按照激光器不同可分為:CO2激光打標機,半導(dǎo)體激光打標機,YAG激光打標機,光纖激光打標機。按照激光可見度不同分為:紫外激光打標機(不可見)、綠激光打標機(可見激光)、紅外激光打標機(不可見激光)、
按波長
按照激光波長的不同可分為:深紫外激光打標機( 266 nm )、綠激光打標機( 532nm )、燈泵YAG激光打標機(1064nm)、半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標機、半導(dǎo)體端泵YAG激光打標機(1064nm )、光纖激光打標機(1064nm)、CO2激光打標機(10.64um)。
區(qū)分
激光波長不同
★深紫外激光打標機: 266 nm
★綠激光打標機: 532nm
★燈泵YAG激光打標機:1064nm
★半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標機、半導(dǎo)體端泵YAG激光打標機:1064nm
★光纖激光打標機:1064nm
★CO2激光打標機:10.64um
工作原理不同
★燈泵浦YAG激光打標機: 采用氪燈作為能量源(激勵源),ND:YAG作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),發(fā)出特定波長可以促使工作物質(zhì)生產(chǎn)能級躍遷釋放出激光,將激光能量放大后就形成對材料加工的激光束。
★CO2激光打標機: 采用CO2氣體充入放電管作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),在電極上加高電壓,放電管中產(chǎn)生輝光放電,致使使氣體分子釋放出激光,將激光能量放大后就形成對材料加工的激光束。
★半導(dǎo)體側(cè)泵YAG激光打標機:使用波長為 808nm 半導(dǎo)體激光二極管泵浦 Nd: YAG 介質(zhì),使介質(zhì)產(chǎn)生大量的反轉(zhuǎn)粒子在Q開關(guān)的作用下形成波長1064nm 的巨脈沖激光輸出,電光轉(zhuǎn)換效率高。
★半導(dǎo)體端泵YAG激光打標機:直接從激光晶體的端面將半導(dǎo)體泵浦光(808nm)泵入,經(jīng)光學(xué)鏡組輸出產(chǎn)生激光。使行光轉(zhuǎn)換效率大大提高。
★光纖激光打標機:由光纖直接輸出激光。
★綠色激光打標機:綠光激光打標機是采用國際上最先進的使用波長為532nm的激光泵浦技術(shù)(側(cè)面泵浦或端面泵浦)研制而成。
標記范圍
▼CO2激光打標機:主要用于非金屬(木頭、亞克力、紙張 、皮革等),價格便宜。
▼綠激光打標機、紫外激光打標機:主要用于高端極精細IC等產(chǎn)品。價格較高,產(chǎn)品定制為主。
▼燈泵YAG激光打標機:主要用于金屬、塑膠等低要求產(chǎn)品,激光打標機價格適中。
▼半導(dǎo)體側(cè)泵激光打標機:與燈泵YAG激光打標機使用面相同,但較穩(wěn)定,價格適中。
▼半導(dǎo)體端泵激光打標機:與燈泵YAG激光打標機使用面相同,穩(wěn)定且省電,但用于高端產(chǎn),價格較高。
▼光纖激光打標機:打標精細、省電、免維護,用于手機、按鍵等高端產(chǎn)品。價格高。
半導(dǎo)體型
其發(fā)光源采用的是半導(dǎo)體列陣,所以光轉(zhuǎn)換效率非常高,達到40%以上;熱耗損低,無需單獨配備冷卻系統(tǒng);耗電少,1800W/H左右。整機性能非常穩(wěn)定,屬于免維護產(chǎn)品,整機免維護時間可達到150000小時,相當于10年免維護,沒有氪燈的更換,無耗材。
基礎(chǔ)配置及技術(shù)規(guī)格:
型號項目 CCC-DP50
激光器 CCC-DP50(相干激光模塊)
掃描振鏡 YAG-16mm鏡片
聚焦透鏡 1064-110
Q開關(guān) 英國Gooch & Housego
控制軟件專業(yè)激光標記軟件for Windows98/2000/XP
冷卻系統(tǒng) 水冷
工作方式 靜態(tài)標記字體 50種以上的標準字體,并特殊設(shè)計手寫字體輸入功能
輸入電源 220V AC 50Hz
激光輸出功率 0-50W
激光打標機
激光打標機
打標頻率0.5-50KHZ
整機功率 1500W
打標線寬 0.02mm
標刻深度 ≤3毫米(視材料可調(diào))標刻速度 ≤7000㎜/s
最小字符 0.2mm
打標范圍 標準: 110mm×110mm備 注 精密三維升降操作臺
CO2型
功能特點:
采用CO2氣體激光管、擴束聚焦光學(xué)系統(tǒng)和高速振鏡掃描器,性能穩(wěn)定,長壽命,免維護
可廣泛用于電子元器件,電氣零部件、醫(yī)藥、食品、工藝品、皮革制品、塑膠制品等行業(yè)
3。該機可單機使用也可以安裝在流水線上聯(lián)合使用
4。打印效果和打標速度能夠滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)高效、高速、高可靠的要求
該機的專業(yè)打標控制軟件是基于矢量圖形打標的軟件系統(tǒng),支持Autocad、photoshop等后臺軟件,系統(tǒng)功能強大、易于掌握
在晶體管、片式元器件、IC、陶瓷電容、熱敏電阻等上標刻商標型號等,字符清晰美觀,不會磨損;
CO2激光標刻機應(yīng)用范圍:
該機應(yīng)用廣泛,可雕刻絕大部分非金屬材料:紙張、皮革、木器、塑料、有機玻璃、布料、亞克力、木竹、橡膠、水晶、玉石、陶瓷、玻璃及人造石等等
技術(shù)參數(shù):
激光波長: 10.64μm
激光重復(fù)頻率: 5-20kHz
標準雕刻范圍: 110mm×110mm
雕刻深度: ≤5mm
雕刻線速: ≤7000mm/s
最小線寬: 0.1mm 最小字符: 0.4mm
重復(fù)精度: ±0.001mm
整機功率: 250W
激光功率: 10W,30W,50W,100W
YAG振鏡型
性能特點
利用高速掃描鏡片可以在很短的時間完成圖像掃描,完成精美的標記;設(shè)計合理,做工精細,外觀高檔;可根據(jù)用戶要求配置數(shù)控旋轉(zhuǎn)頭、自動夾具、上下料生產(chǎn)線;自動完成日期、流水號,可標刻條型碼;可進行數(shù)據(jù)通訊、聯(lián)網(wǎng)。
應(yīng)用范圍
適用于各種金屬、金屬氧化物、玻璃、塑料等,應(yīng)用于軸承、芯片、手機按鍵、鐘表、不銹鋼餐具、鉆頭、電器面板、電表盤、U盤、電腦鍵盤、電池、電子、通訊、電器、儀表、工具、精密儀器、飾品、鐘表眼鏡、五金水暖、建材、汽配等。
應(yīng)用范圍樣品
應(yīng)用范圍樣品 (5張)
技術(shù)指標
配置 YAG激光器、振鏡頭、進口聲光Q開關(guān)及驅(qū)動器、連續(xù)激光電源、
F-θ鏡、工業(yè)冷水機、電腦(可自備);
主機 寬240×深1280×高1200(mm)
控制柜 寬590×深560×高800(mm)
冷水機 寬540×深700×高900(mm)
激光功率 50W
激光波長 1064nm
打標范圍 100×100(mm) 150×150(mm) 300×300(mm)
打標速度 5m/s
打標深度 0.3mm以內(nèi)(視材料)
最小線寬 0.05mm
重復(fù)精度 0.02mm
光纖型
光纖激光打標機特點
纖激光器分為兩大類產(chǎn)品:連續(xù)光纖激光器和脈沖光纖激光器。 按照功率大小有:連續(xù)5W、10W、20W至400W、1000W以上;脈沖10W、15W、20W、25W、30W至50W。 光纖激光打標機為當今國際上最先進激光標記設(shè)備,具有光束質(zhì)量好,體積小、速度快、工作壽命長、安裝靈活方便以及免維護等特點。廣泛用于是集成電路芯片、電腦配件、工業(yè)軸承、鐘表、電子及通訊產(chǎn)品、航天航空器件、各種汽車零件、家電、五金工具、模具、電線電纜、食品包裝、首飾、煙草以及軍用事等眾多領(lǐng)域圖形和文字的標記,以及大批量生產(chǎn)線作業(yè)。光纖激光器,國際最新型,最可靠結(jié)構(gòu),體積小巧(約410*200*270mm),耗電量小,無高電壓無需龐大的水冷系統(tǒng)(僅需約300W),光束質(zhì)量高,接近理想光束,USB接口輸出控制,光學(xué)掃描振鏡,激光重復(fù)頻率高,高速無畸變。
光纖激光打標機參數(shù)
波長:1064nm
激光器:全封閉(雙包層)光纖脈沖激光器
最大激光功率:10W / 20W
刻寫范圍:∮100(標配),可選∮200∮300
刻寫速度:<=9000mm/s
最小線寬:0.01mm
最小字符:0.1mm
脈寬:< 60ns
模式:單模冷切方式:風(fēng)冷
輸入電壓:220V,50Hz
注意事項
關(guān)于光纖激光打標機兩大防止
防止光纖折斷
激光器系統(tǒng)的泵浦源和激光頭之間由光纖進行連接,用戶在使用或在運輸過程中應(yīng)確保光纖彎曲直徑大于300mm。彎曲嚴重將導(dǎo)致的光纖折斷和激光器系統(tǒng)不能正常工作。
防止灰塵污染
電源和激光頭的光纖接入口在未與光纖連接的狀態(tài)下,必須安裝隨系統(tǒng)提供的保護蓋,防止外部灰塵污染內(nèi)部光學(xué)元件。
光纖在未與電源和激光頭連接的狀態(tài)下,必須安裝隨系統(tǒng)提供的保護蓋,防止光纖端面污染,(如果光纖端面已粘附灰塵,應(yīng)使用洗耳球?qū)⒐饫w端面吹拭干凈,若污染嚴重,應(yīng)使用沾有酒精和乙醚混合液的無塵紙擦拭干凈)。未安裝保護蓋將使內(nèi)部光學(xué)元件和光纖端面受到污染,將導(dǎo)致整個激光器系統(tǒng)不能正常工作,并失去保修。
關(guān)于避免結(jié)露
防止激光晶體及LD 腔面結(jié)露
禁止激光器系統(tǒng)在高濕度環(huán)境下工作,客戶應(yīng)確保環(huán)境濕度小于60%。當激光晶體溫度與環(huán)境溫度溫差過大(大于10 度),將可能導(dǎo)致激光晶體結(jié)露,結(jié)露將導(dǎo)致激光器系統(tǒng)功率下降或損壞。因此當環(huán)境溫度遠大于水箱設(shè)定溫度(大于10 度以上)時,嚴禁激光器系統(tǒng)處于單開水冷機而激光頭不工作的狀態(tài)。在此狀態(tài)下,建議采用以下步驟進行操作:
在開機時,先打開冷水機,待制冷機溫度顯示低于30℃,啟動電源并將電流緩慢調(diào)節(jié)至10A 左右;待制冷機溫度顯示在工作溫度(18℃左右)時,再緩慢的將電流調(diào)節(jié)至工作電流(35A 左右)。
在關(guān)機時,先將電流緩慢的降至10A 左右并停止電源輸出,關(guān)閉電源,再盡快關(guān)水冷機。如果不在最大電流處工作,可以適當調(diào)高制冷機制冷溫度(但不得高于25℃)務(wù)必在規(guī)定的環(huán)境內(nèi)使用激光器系統(tǒng)設(shè)備(南方操作環(huán)境應(yīng)加裝空調(diào))。
燈泵浦型
YAG激光器是紅外光頻段波長為1.064um的固體激光器,采用氪燈作為能量源(激勵源),ND:YAG(Nd:YAG激光器。Nd(釹)是一種稀土族元素,YAG代表釔鋁石榴石,晶體結(jié)構(gòu)與紅寶石相似)作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),激勵源發(fā)出特定波長的入射光,促使工作物質(zhì)發(fā)生居量反轉(zhuǎn),通過能級躍遷釋放出激光,將激光能量放大并整形聚焦后形成可使用的激光束。
雖然燈泵浦激光打標機是一種很穩(wěn)定的設(shè)備。但是在客戶使用的時候由于不留意細節(jié)等原因,可能會造成一些小故障,那么我們來看一下最常見的兩種:
故障1、激光強度下降,標記不夠清楚
故障2、氪燈不能觸發(fā)
故障1的處理方法:
1、激光諧振腔是否變化;微調(diào)諧振腔鏡片。使輸出光斑最好;
2、聲光晶體偏移或者聲光電源輸出能量偏低;調(diào)整聲光晶體位置或者加大聲光電源工作電流;
3、進入振鏡的激光偏離中央:調(diào)節(jié)激光器;
4、若電流調(diào)到20A左右仍感光強不夠:氪燈老化,更換新燈。
故障2的處理方法:
1、檢查所有的電源連接線;
2、高壓氪燈老化,更換激光打標機氪燈。
YAG激光打標機
半導(dǎo)體泵浦激光打標機是使用波長為0.808um半導(dǎo)體激光二極管(側(cè)面或端面)泵浦Nd:YAG介質(zhì),使介質(zhì)產(chǎn)生大量的反轉(zhuǎn)粒子在Q開關(guān)的作用下形成波長1.064um的巨脈沖激光輸出,電光轉(zhuǎn)換效率高。半導(dǎo)體泵浦激光打標機與燈泵浦YAG就剛打標機相比有較好的穩(wěn)定性、省電、不用換燈、等優(yōu)點,價格相對較高。
光纖激光打標機
主要由激光器、振鏡頭、打標卡三部分組成,采用光纖激光器生產(chǎn)激光的打標機,光束質(zhì)量好,其輸出中心為1064nm,整機壽命在10萬小時左右,相對于其他類型激光打標器壽命更長,電光轉(zhuǎn)換效率為28%以上,相對于其他類型激光打標機2%-10%的轉(zhuǎn)換效率優(yōu)勢很大,在節(jié)能環(huán)保等方面性能卓著。
CO2激光打標機
CO2激光器是遠紅外光頻段波長為10.64um的氣體激光器,采用CO2氣體充入放電管作為產(chǎn)生激光的介質(zhì),當在電極上加高電壓,放電管中產(chǎn)生輝光放電,就可使氣體分子釋放出激光,將激光能量放大后就形成對材料加工的激光束。
紫外激光打標機
紫外激光打標機配置深紫外激光器、進口高速掃描振鏡系統(tǒng)等;由于紫外激光打標機聚焦光斑極小,且加工熱影響區(qū)微乎其微,因而紫外激光打標機可以進行超精細打標、特殊材料打標,紫外激光打標機是對打標效果有更高要求的客戶首選產(chǎn)品。紫外激光打標機具有電光轉(zhuǎn)換率高,非線性晶體使用壽命長、整機運行穩(wěn)定、定位精度高、作業(yè)效率高、模塊化設(shè)計便于安裝維護等特點。另外可選配二維自動工作臺,實現(xiàn)多工位連續(xù)打標或大幅面打標。
綠光激光打標機
綠光激光打標機是采用國際上最先進的波長為532nm激光泵浦技術(shù)(側(cè)面泵浦或端面泵浦)研制而成,客戶可根據(jù)自身產(chǎn)品的特性自由選擇泵浦類型,這類激光器的電光轉(zhuǎn)換率較高,可以達30%或45%以上,且整機功耗低,防護性很好。他的用途很廣泛:標記多種金屬(如不銹鋼,銅合金等)及多種非金屬材料(如玻璃、寶石、陶瓷、電鍍按鍵、鍍金器件等)的打標,及光學(xué)器件(如光字鏡片等)標識或刻度的打標,同時也適于陶瓷打孔,高溫PCB板直接成型等。與同類產(chǎn)品相比具有相當高的性價比,更適合應(yīng)用于一些要求更精細、精度更高的場合。與同類產(chǎn)品相比具有相當高的性價比。他的價格更為高昂。
釔鋁石榴石型
激活媒介是固體,激光器發(fā)射出接近紅外線區(qū)域的1060nm的光波,有連續(xù)式、光筆式兩種,通過改變輸出能量,可得到不同強度的激光束。打標工藝有焦化法(深色標記)、發(fā)泡法(淺色標記)和燒蝕法(雕刻標記),標記質(zhì)量極好。
準分子型
可發(fā)射出紫外范圍的光波(100~400nm),激活媒介由氦、氬、氪、氖氣體和氯、氟、溴、碘等鹵素組成的混合物構(gòu)成。
區(qū)別
半導(dǎo)體泵浦激光器產(chǎn)生廢熱少,所需冷卻系統(tǒng)小,一般只需1匹的冷水機即可,需燈泵浦激光器一般都需要二匹以上的冷水機,同時需要較大水泵以提供較大的冷卻水流。因此其運行燈泵浦激光標記機的運行噪音較大,同時龐大的冷水機會產(chǎn)生更多的熱量,尤其在南方夏季,環(huán)境氣溫較高,這些多余的熱量會使工人的工作環(huán)境更惡劣,或者需要更多的空調(diào)系統(tǒng)來調(diào)節(jié)工作環(huán)境的溫度,增大了生產(chǎn)成本。
一.標記效果更好
由于半導(dǎo)體二極管幾乎只發(fā)一種波長的光,所以由它泵浦產(chǎn)生的激光的單色性更好,激光的模式更佳,好的激光模式會使激光聚焦后的光點更小,能量更集中,取得更好的標記效果;
半導(dǎo)體及燈泵浦激光器都是采用ND:YAG(摻釹釔鋁石榴石)晶體作為激光產(chǎn)生的材料,它可將808nm的可見光轉(zhuǎn)換為1064nm的不可見的激光,但輸出激光的另一個更關(guān)鍵的因素是使晶體棒輸出激光的泵浦源,半導(dǎo)體泵浦是利用半導(dǎo)體二極管發(fā)出808nm的光波;而燈泵浦是利用氪燈發(fā)出的光來泵浦,但氪燈發(fā)出的光的光譜較廣,只是在808nm處有一個稍大的峰值,其它波長的光最后都變成無用的熱量散發(fā)掉了。
二.體積小
半導(dǎo)體激光模塊本身體積小巧,加上其激光模式好,因此數(shù)控機床半導(dǎo)體泵浦激光器的體積比燈泵浦激光器的體積小近三分之一。
總之使用半導(dǎo)體激光器比采用燈泵浦激光器,雖然每臺打標機的價格稍高,但每臺打標機3年內(nèi)的使用成本可以準確計算出的就會節(jié)省11.905萬元人民幣,這還不包括換燈造成停工待機從而影響生產(chǎn)的損失(用戶可自行計算),換燈人員的開支,以及燈質(zhì)量不齊造成的浪費維護生產(chǎn)環(huán)境增加的空調(diào)降溫費用等等。
三.免維護不需換氪燈
半導(dǎo)體二極管的壽命長,其額定的工作時間大于10000小時,而氪燈的壽命只有幾百小時(一般在400-600小時左右),所以燈泵浦激光器在工作一段時間后,都需要更換氪燈,尤其是對于金屬類打標,所需的能量較大,氪燈的壽命會更受影響。因此數(shù)控機床半導(dǎo)體泵浦激光器又稱為免維護激光器,意指其工作無耗材,在相當長的時間內(nèi)不需要維護。我公司為更有效的延長半導(dǎo)體激光器二極管泵浦源的使用壽命,采用了預(yù)燃加變頻控制技術(shù),即在保證發(fā)光管不受電流沖擊的前提下,根據(jù)工作量和強度,最大幅度地減少通過發(fā)光二極管的電流密度,從而有效的延長了半導(dǎo)體二極管的使用壽命。根據(jù)不同用戶的不同的生產(chǎn)任務(wù),半導(dǎo)體激光器發(fā)光二極管的使用壽命可以保證在一年到三年之間。每臺半導(dǎo)體泵浦打標記可節(jié)省換燈耗材費用為:大于12支燈/年*350元/支*3年=1.26萬元。
燈泵浦激光打標機需常停機換氪燈,對于很多大型的生產(chǎn)線是不能接受的.由于氪燈的壽命不一,這樣又有可能因為國產(chǎn)燈質(zhì)量的不均衡造成氪燈使用上的更多的浪廢!所以改用半導(dǎo)體打標機可以較大程度上節(jié)省停工維護造成的人力和物力的損失。
四.省電
由于半導(dǎo)體泵浦的轉(zhuǎn)換效率高,模式好,更易聚焦出高能量的更小面積的光點,標記同樣的物體時,其所需的外部能量會更小。同時其產(chǎn)生的廢熱也遠遠小于燈泵浦激光器,決定了其不需要燈泵浦激光器那樣龐大的冷卻系統(tǒng)。所以半導(dǎo)體泵浦的激光器系統(tǒng)的功耗比燈泵浦小得多。
一個50W的燈泵浦激光打標機的功耗在6KW左右,而一個50W半導(dǎo)體激光標記機的功耗只在2KW左右,以三年為例,一天工作24小時,一個月工作28天,一度工業(yè)用電1.1元人民幣,光耗電一項,一臺半導(dǎo)體激光器就比一臺燈泵浦激光器節(jié)?。?-2)KW*24小時*28天*12月*3年*1.1/度=10.645萬 元人民幣!
使用流程
正常順序
檢查水路、電路無誤后方能開機。開機順序為:
?、俳油ㄟM線電源,打開鑰匙開關(guān)。此時機器抽風(fēng)及制冷系統(tǒng)通電,電流表顯示數(shù)值7A左右;
?、诘却?~10秒鐘,按動外控制面板上觸發(fā)按鈕,電流表顯示數(shù)值為零,3~5秒鐘之后,氪燈點燃,電流表顯示數(shù)值7A。(參照激光電源操作說明書);
?、鄞蜷_振鏡電源;
?、艽蜷_計算機,調(diào)出所需打標文件;
?、菡{(diào)節(jié)激光電源到工作電流(10~18A),即可開始打標;
打標結(jié)束后,按以上順序逆向關(guān)閉各組件電源:
?、賹⒓す怆娫垂ぷ麟娏髡{(diào)至最?。?A左右);
?、陉P(guān)閉計算機;
?、坳P(guān)閉振鏡電源;
④按動停止按鈕;
?、蓐P(guān)閉鑰匙開關(guān);
?、迶嚅_進線電源。
解決方案
打標機解決方法: ①激光諧振腔是否變化;微調(diào)諧振腔鏡片。使輸出光斑最好; ②聲光晶體偏移或者聲光電源輸出能量偏低;調(diào)整聲光晶體位置或者加大聲光電源工作電流; ③進入振鏡的激光偏離中心:調(diào)節(jié)激光器; ④若電流調(diào)到20A左右仍感光強不夠:氪燈老化,更換新燈。
打標機解決方法: ①檢查所有的電源連接線; ②高壓氪燈老化,更換氪燈。 操作激光打標機注意事項 ①嚴禁無水或水循環(huán)不正常情況下啟動激光電源和調(diào)Q電源; ②不允許Q電源空載工作(即調(diào)Q電源輸出端懸空); ③出現(xiàn)異常現(xiàn)象,首先關(guān)閉振鏡開關(guān)和鑰匙開關(guān),再行檢查; ④不允許在氪燈點燃前啟動其他組件,以防高壓竄入損壞組件; ⑤注意激光電源輸出端(陽極)懸空,以防與其他電器打火、擊穿; ⑥保持內(nèi)循環(huán)水干凈。定期清洗水箱并換干凈去離子水或純水。
注意事項
第一、激光打標機應(yīng)盡可能在無塵、10℃-35℃的環(huán)境中使用,保持光學(xué)器件干燥、無塵。通常需要保證單獨的封閉工作間,要保證室內(nèi)恒溫,地面要有地面漆或瓷磚,安裝空調(diào);
第二、客戶須提供主電源支持至少2500W交流單相電源,且我司提供設(shè)備主電源線須安裝在一個空氣開關(guān)上,以做保護,嚴禁使用三角插頭;
第三、客戶所提供的主電源須帶有地線,嚴禁虛接!
第四、循環(huán)水箱中冷卻水最好使用去離子水,若無去離子水,可用蒸餾水代替;循環(huán)冷卻水使用一段時間后應(yīng)及時更換(建議至少兩星期換一次水),以免影響出激光效率。
氪燈使用
關(guān)閉水冷機,激光電源。 打開上部三塊腔蓋,取出要更換的燈或晶體,更換后放入,裝上腔蓋。 開水冷機,激光電源,將激光電源電流調(diào)到(15~20)A左右。在前膜片和擴束鏡之間放置1小木片或黑紙,應(yīng)看到激光燒蝕形成的光斑。如果沒有,輕微調(diào)整前膜片架的三個旋鈕,直到光斑出現(xiàn)。 關(guān)閉激光器電源。
特別注意:更換氪燈的時間 例如:新氪燈打標時電流值為20A,使用一段時間后,如果將電流值調(diào)大到25A后仍不能正常打標,則應(yīng)更換氪燈。
激光應(yīng)用
激光技術(shù)是二十世紀與原子能,半導(dǎo)體及計算機齊名的四項重大科技發(fā)明之一。激光具有很好的單色性,相干性,方向性,能在很小的面積中積聚很高的能量密度,特別適用于材料加工。七十年代末八十年代初,一項嶄新的激光應(yīng)用技術(shù)--激光打標技術(shù)在國際間悄然興起,并迅速得到產(chǎn)業(yè)化,成為激光加工最大的應(yīng)用領(lǐng)域之一。 激光打標技術(shù)采用計算機受控激光作為加工手段,其基本原理是:計算機控制高能量密度的聚焦激光束按預(yù)定的軌跡作用于機械零部件,電子元器件,儀器儀表等需要進行標記的工件表面,使表層材料達到瞬間汽化或發(fā)生化學(xué)變化改變顏色,刻蝕出具有一定深度或顏色的文字,圖案等,從而在工件表面留下永久性標記。
激光打標技術(shù)作為一種現(xiàn)代精密加工方法,與腐蝕,電火花加工,機械刻劃,印刷等傳統(tǒng)的加工方法相比,具有無與倫比的優(yōu)勢:
1.采用激光做加工手段,與工件之間沒有加工力的作用,具有無接觸,無切削力,熱影響小的優(yōu)點,保證了工件的原有精度。同時,對材料的適應(yīng)性較廣,可以在多種材料的表面制作出非常精細的標記且耐久性非常好;
2.激光的空間控制性和時間控制性很好,對加工對象的材質(zhì),形狀,尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大,特別適用于自動化加工和特殊面加工。且加工方式靈活,既可以適應(yīng)實驗室式的單項設(shè)計的需要,也可以滿足工業(yè)化大批量生產(chǎn)的要求;
3.激光刻劃精細,線條可以達到毫米到微米量級,采用激光標刻技術(shù)制作的標記仿造和更改都非常困難,對產(chǎn)品防偽極為重要;
4.激光加工系統(tǒng)與計算機數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動化加工設(shè)備,可以打出各種文字,符號和圖案,易于用軟件設(shè)計標刻圖樣,更改標記內(nèi)容,適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)高效率,快節(jié)奏的要求;
5.激光加工沒有污染源,是一種清潔無污染的高環(huán)保加工技術(shù);
激光打標技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè),為優(yōu)質(zhì),高效,無污染和低成本的現(xiàn)代加工生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。隨著現(xiàn)代激光標刻應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展,對激光制造的設(shè)備系統(tǒng)小型化,高效率和集成化的要求也越高。
回顧展望
“激光”一詞是“LASER”的意譯。LASER原是Light amplification by stimulated emissi on of radiation取字頭組合而成的專門名詞,在我國曾被翻譯成“萊塞”、“光激射器” 、“光受激輻射放大器”等。1964年,錢學(xué)森院士提議取名為“激光”,既反映了“受激輻射”的科學(xué)內(nèi)涵,又表明它是一種很強烈的新光源,貼切、傳神而又簡潔,得到我國科學(xué)界的一致認同并沿用至今。
從1961年中國第一臺激光器宣布研制成功至今,在全國激光科研、教學(xué)、生產(chǎn)和使用單位共 同努力下,我國形成了門類齊全、水平先進、應(yīng)用廣泛的激光科技領(lǐng)域,并在產(chǎn)業(yè)化上取得可喜進步,為我國科學(xué)技術(shù)、國民經(jīng)濟和國防建設(shè)作出了積極貢獻,在國際上了也爭得了一席之地。
1957年,王大珩等在長春建立了我國第一所光學(xué)專業(yè)研究所——中國科學(xué)院(長春)光學(xué)精密 儀器機械研究所(簡稱“光機所”)。在老一輩專家?guī)ьI(lǐng)下,一批青年科技工作者迅速成長,鄧錫銘是其中的突出代表。早在1958年美國物理學(xué)家肖洛、湯斯關(guān)于激光原理的著名論文發(fā) 表不久,他便積極倡導(dǎo)開展這項新技術(shù)研究,在短時間內(nèi)凝聚了富有創(chuàng)新精神的中青年研究 隊伍,提出了大量提高光源亮度、單位色性、相干性的設(shè)想和實驗方案。1960年世界第一臺激光器問世。1961年夏,在王之江主持下,我國第一臺紅寶石激光器研制成功。此后短短幾年內(nèi),激光技術(shù)迅速發(fā)展,產(chǎn)生了一批先進成果。各種類型的固體、氣體、半導(dǎo)體和化學(xué)激 光器相繼研制成功。在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)方面、一系列新概念、新方法和新技術(shù)(如腔的Q突變及轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q、行波放大、錸系離子的利用、自由電子振蕩輻射等)紛紛提出并獲得實施,其中不少具有獨創(chuàng)性。
同時,作為具有高亮度、高方向性、高質(zhì)量等優(yōu)異特性的新光源,激光很快應(yīng)用于各技術(shù)領(lǐng)域,顯示出強大的生命力和競爭力。 通信 方面,1964年9月用激光演示傳送電視圖像,1964年11月實現(xiàn)3~30公里的通話。工業(yè)方面,1965年5月激光打孔機成功地用于拉絲模打孔生產(chǎn),獲得顯著經(jīng)濟效益。醫(yī)學(xué)方面,1965年6月激光視網(wǎng)膜焊接器進行了動物和臨床實驗 。國防方面,1965年12月研制成功激光漫反射測距機(精度為10米/10公里),1966年4月研制出遙控脈沖激光多普勒測速儀。
表一:我國各類激光器的“第一臺”
名 稱 研制成功時間 研 制 人
He-Ne激光器 1963年7月 鄧錫銘等
摻釹玻璃激光器1963年6月干福熹等
GaAs同質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器 1963年12月王守武等
脈沖Ar+激光器 1964年10月 萬重怡等
CO2分子激光器 1965年9月王潤文等
CH3I化學(xué)激光器 1966年3月 鄧錫銘等
YAG激光器 1966年7月 屈乾華等
可以說,在起步階段我國的激光技術(shù)發(fā)展迅速,無論是數(shù)量還是質(zhì)量,都和當時國際水平接近,一項創(chuàng)新性技術(shù)能夠如此迅速趕上世界先進行列,在我國近代科技發(fā)展史上并不多見。這些成績的取得,尤其是能夠把物理設(shè)想、技術(shù)方案順利地轉(zhuǎn)化成實際激光器件,主要得力于光機所多年來在技術(shù)光學(xué)、精密機械和電子技術(shù)方面積累的綜合能力和堅實基礎(chǔ)。一項新技術(shù)的開發(fā),沒有足夠的技術(shù)支撐是很難形成氣候的。
激光科技事業(yè)從一開始就得到了領(lǐng)導(dǎo)和科學(xué)管理部門的高度重視。當時中國科學(xué)院副院長張勁夫提出建立專業(yè)激光研究所的設(shè)想,很快得到國家科委、國家計委的批準。主管科技的聶榮臻副總理還特別批示:研究所要建在上海,上海有較好的工業(yè)基礎(chǔ),有利于發(fā)展這一新技術(shù)。
1964年啟動的“6403”高能釹玻璃激光系統(tǒng)、1965年開始研究的高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究,以及1966年制定的研制15種軍用激光整機等重點項目,由于技術(shù)上的綜合性和高難度,有力地牽引和帶動了激光技術(shù)各方面在中國的發(fā)展。我國的激光科技事業(yè),雖然也遭遇了“文革”十年浩劫,但借助于重點項目的支撐,仍艱難地生存了下來并取得可貴的進展?
“6403”高能釹玻璃激光系統(tǒng) 1964年啟動,最后從技術(shù)上判定熱效應(yīng)是根本性技術(shù)障礙,于1976年下馬。這一項目對發(fā)展高能激光技術(shù)有歷史貢獻是不可忽視的,它使我國激光技術(shù)的水平上了一個臺階。其成果主要表現(xiàn)在:
?。?)建成了具有工程規(guī)模的大口徑(120毫米)振蕩—放大型激光系統(tǒng),最大輸出能量達32萬焦耳;改善光束質(zhì)量后達3萬焦耳。
?。?)實現(xiàn)了系統(tǒng)技術(shù)集成,成功地進行了打靶實驗,室內(nèi)10米處擊穿80毫米鋁靶,室外2公里距離擊穿0.2毫米鋁耙,并系統(tǒng)地研究了強激光輻射的生物效應(yīng)和材料破壞機理。
(3)第一次揭示了強光對激光系統(tǒng)本身的光損傷現(xiàn)象和機制。
?。?)第一次深入和理解激光光束質(zhì)量的重要性和物理內(nèi)涵,采用了一系列提高光束質(zhì)量 的創(chuàng)新性技術(shù),如萬焦耳級非穩(wěn)腔激光器、片狀激光器、振蕩—掃瞄放大式激光系統(tǒng)、尖劈法光束質(zhì)量診斷等。
?。?)激光元器件和支撐技術(shù)有了突破性提高,如低吸收高均勻性釹玻璃熔煉工藝、高能脈沖氙氣、高強度介質(zhì)膜、大口徑(1.2米)光學(xué)精密加工等。
(6)培養(yǎng)和造就 了一批技術(shù)骨干隊伍。
高功率激光系統(tǒng)和核聚變研究 1964年王淦昌獨立提出激光聚變倡議,1965年立項開始研究。經(jīng)幾年努力,建成了輸出功率10(上標10)瓦的納秒級激光裝置,并于1973年5月首次在低溫固氘靶、常溫氘化鋰靶和氘化聚乙烯上打出中子。1974年研制成功我國第一臺多程片狀放大器,把激光輸出功率提高了10倍,中子產(chǎn)額增加了一個量級。在國際上向心壓縮原理解密后,積極跟蹤并于1976年研制成六束激光系統(tǒng),對充氣玻殼靶照射,獲得了近百倍的體壓縮。這一系列的重大突破,使我國的激光聚變研究進入世界先進行列,也為以后長期的持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
軍用激光研究 1966年12月,國防科委主持召開了軍用激光規(guī)劃會,48個單位130余人參加,會議制定了包括含15種激光整機、9種支撐配套技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃。雖未正式批準生效,但仍起了有益的推動作用。此后的幾年內(nèi),這一領(lǐng)域涌現(xiàn)了一批重要成果。例如:
?。?)靶場激光距技術(shù)初試成功:采用重復(fù)頻率為20赫茲的YAG調(diào)Q激光器,測距精度優(yōu)于2米,最遠測量距離達660公里,加在經(jīng)緯儀上,可實現(xiàn)對飛行目標的單站定軌。這一成果為以后完成洲際導(dǎo)彈再入段軌跡測量創(chuàng)造了必要條件。
(2)紅寶石激光人造衛(wèi)星測距:成功地對美國實驗衛(wèi)星Expl-27號、29號 和36號進行了測量、最遠可測距離為2300公里,精度2米左右。這是第一代人造衛(wèi)星的測距成果,為以后更遠距離、更高精度的人造衛(wèi)星測距打下了基礎(chǔ)。
?。?)紅寶石激光雷達和機載紅外激光雷達,首次實現(xiàn)了地—空和空—空對飛機的跟蹤測距。
(4)激光航測儀:將激光測距機和航空照相機組合,由飛機機載對地航測,完成對邊遠地區(qū)等復(fù)要地形的測繪。重復(fù)率6次/分,測距精度1米。
?。?)地炮激光測距機:可獨立完成觀察、測距、測角(方向和高低角)及磁針定向等功能。測距范圍300-10000米,精度5米。 在激光應(yīng)用方面,Nd:YAG激光通信(3-12路)、He-Ne激光通信、單路/三路半導(dǎo)體激光通信在通信試驗中已獲得成功;Nd:YAG激光手術(shù)刀、CO2激光手術(shù)刀、激光虹膜切除儀等醫(yī)療設(shè)備也已投入使用;激光全息攝影、激光全息在平面光彈中的應(yīng)用,脈沖激光動態(tài)全息照相和拉曼分光光度計已成為計量科學(xué)的新手段;數(shù)控激光切割機、激光準直儀、激光分離同位素硫、用于農(nóng)業(yè)研究的液體激光器、大屏幕導(dǎo)航顯示器等成果也在工農(nóng)業(yè)中獲得了應(yīng)用。 1978年3月召開的全國科學(xué)大會上,獲得獎勵的激光項目有近80項,其中民品約70項,軍品約10項,綜合地反映了我國激光技術(shù)發(fā)展在這一時期的成績。
改革開放以來,激光技術(shù)獲得了空前發(fā)展的機遇。20多年來,面向應(yīng)用,面向世界,面向未來,激光科技事業(yè)取得了前所未有的進步,涌現(xiàn)出一批國際先進水平的成果,為邁向21世紀 打下了堅實的基礎(chǔ)。
1980年5月,分別在上海、北京舉行了第一次國際激光會議,與會代表218人(國外66人),宣讀113篇報告(國外65篇),鄧小平同志親切接見了與會中外代表。1983年在廣州和1986年在廈門又舉行了第二次、第三次國際會議,改變了我國的激光技術(shù)多年來封閉運轉(zhuǎn)的局面,開始走向世界。一大批年輕科技人才出國進修,其中相當一部分優(yōu)秀人才學(xué)成歸國。
為了形成高水平的研究開發(fā)中心,對科研隊伍和布局進行了積極調(diào)整,先后成立了一批國家重點實驗室、開放實驗室、國家工程研究中心和產(chǎn)學(xué)研組織。由于擁有國際先進的儀器設(shè)備和設(shè)施,聚集了高水平的科技人才,又有較為靈活的運行機制,目前正在為激光科技成果轉(zhuǎn)化、創(chuàng)造自主知識產(chǎn)權(quán)和促進激光技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)揮重要作用。
在多項國家級戰(zhàn)略性科技計劃中,激光技術(shù)受到重視?!?63”計劃七大領(lǐng)域中有激光技術(shù)和光電子技術(shù)(包括用于信息領(lǐng)域的激光技術(shù)),1995年又增列了“慣性約束聚變”主題。國防預(yù)研光電子技術(shù)作為跨部門項目正式立項,其中也包括激光技術(shù)。國家“六五”和“七五”攻關(guān)計劃,激光技術(shù)被列為重大項目。此外,國家自然科學(xué)基金1986-1998年間年平均資 助27.6個激光領(lǐng)域項目。這些由國家支持的計劃都經(jīng)過了充分論證和嚴格挑選,對國民經(jīng)濟和國防建設(shè)具有重要意義。許多激光科研單位也主動進行組織體制和運行機制的改革,面向市場、鼓勵創(chuàng)新、大力促進科技成果向商品轉(zhuǎn)化,取得了可喜成績。
激光器研究向縱深發(fā)展,不斷追求高光束質(zhì)量、高穩(wěn)定性、長壽命、短脈沖、波長可調(diào)諧等目標。這一時期,激光技術(shù)成果豐碩,許多具有重大應(yīng)用價值和達到國際先進水平。其中的代表性成果有:
測距和測衛(wèi) 新一代實用測距系統(tǒng)投入使用,完成了預(yù)定的重要任務(wù)。其中,718和G-179激光電影經(jīng)緯儀投入使用并圓滿完成任務(wù);第一臺全激光跟蹤測距雷達外場試驗成功;第一臺實用化紅外激 光雷達(G-168)設(shè)計定型,交用戶使用;戰(zhàn)術(shù)軍用激光測距儀(炮兵、坦克、手持)批量生產(chǎn)。 建成第三代人造衛(wèi)星激光測距系統(tǒng)反入使用并達到國際水平。第一代紅寶石SLR系統(tǒng)的測距精度為米級,第二代YAG調(diào)Q激光器的精度達分米級,第三代鎖模激光器加微機系統(tǒng)在大于8000公里距離上精度達厘米級。在上海、武漢、長春、北京等先后建站,形成了中國網(wǎng),數(shù)據(jù)參加國際交流。
慣性約束聚變(ICF)激光驅(qū)動器——“神光”系列 在王淦昌、王大珩的指導(dǎo)下,中國科學(xué)院和中國工程物理研究院從80年代開始聯(lián)合攻關(guān),承擔了“神光”系列激光系統(tǒng)的研制和ICF物理實驗,取得了國際矚目的成就。其中,“神光-Ⅰ”激光裝置于1986年建成,輸出功率2萬億瓦,達到國際同類裝置的先進水平?!吧窆?Ⅰ”連續(xù)運行8年,在ICF和X射線激光等前沿領(lǐng)域取得了一批國際一流水平的物理成果。90年代又研制了規(guī)模擴大4倍、性能更為先進的“神光-Ⅱ”裝置,并即將投入運行。1995年,IC F在“863計劃”中立項,開始研制跨世紀的巨型激光驅(qū)動器——“神光-Ⅲ”裝置,總體設(shè) 計和關(guān)鍵技術(shù)研究已取得一系列高水平的成果。
新型激光器 兩種高功率連續(xù)波化學(xué)激光器,3.8微米的氟氘激光器(DF)和1.315微米短波長氧碘激光器(COIL),均取得突破性進展,功率和光束質(zhì)量僅次于美國,達到當前國際水平。 X射線激光方面,碰撞機制的類氖鍺軟X射線激光(波長為23.2納米和23.6納米)達到增益飽和并具有近衍射極限的光束質(zhì)量,居國際領(lǐng)先水平;復(fù)合泵浦X射線激光研究獲得一系列國際 首次報道的新譜線,并向短波長推進到4.68納米。自由電子激光器和多波長可調(diào)諧激光也取得了可喜進展。
中國牌新晶體走向世界 我國發(fā)明的BBO、LBO晶體,以及KTP、鈦寶石等晶體以優(yōu)異的質(zhì)量在國際市場享有盛譽并占有一定的份額。
盡管早在60年代已在加工(激光打孔)、醫(yī)療器械和測距等方面出現(xiàn)了激光產(chǎn)業(yè)的雛形,然而當時只是零星的、分散的小量研制性生產(chǎn),未能形成氣候。真正得到重視并實質(zhì)性起步,還是在改革開放發(fā)后,特別是“發(fā)展高技術(shù),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化”的政策導(dǎo)向下,我國才有了真正意義上的激光產(chǎn)業(yè)。
1987年1月,中國光學(xué)行業(yè)協(xié)會成立,后改名為中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會,其下設(shè)有激光分會。據(jù)1998年該行業(yè)協(xié)會對我國激光產(chǎn)業(yè)狀況的調(diào)研統(tǒng)計,全國主要激光產(chǎn)品生產(chǎn)單位約100多家,從業(yè)人員6400人,人均銷售額12.5萬元,主要分布在湖北、北京和上海。我國的激光產(chǎn)業(yè)由1988年的1億元增加到1998年的8億元,平均年增長22.3%,10年總銷售額達41.2億元。1998年出口1120萬美元,占總值的11.6%。
按國際慣用分類方法,激光產(chǎn)品包括激光加工、醫(yī)療、印刷、光存儲,測距準直、檢測、文娛教育中的各種激光儀器和設(shè)備,激光器件和通信用激光組件,以及激光用材料元器件和部件等11類。在我國,銷售額最大的是激光測距和準直,發(fā)展最快的是激光加工(近兩年來YAG 激光加工設(shè)備以46%-60%的速率增長,達9000萬元,超過了CO2激光加工設(shè)備)。激光醫(yī)療市場開發(fā)較早,曾以高速度增長,但現(xiàn)正處于低谷,銷售額在5500萬元徘徊。高端產(chǎn)品市場幾乎全被國外產(chǎn)品占領(lǐng),但天津大學(xué)開發(fā)的TD-98型Q開關(guān)紅寶石激光治療機以質(zhì)量取勝,通過了美國FDA認證并批量出口。1998年激光器分類表明固體激光占37.4%,半導(dǎo)體激光占18.5%,呈現(xiàn)出固體激光市場旺盛,半導(dǎo)體激光迅速增長的趨勢。二極管泵浦的固體激光器(脈沖、連續(xù)、單模穩(wěn)頻、微片、倍頻)將成為新的增長點。
由于歷史原因,我們激光科研力量相對較強,而激光產(chǎn)業(yè)尚處幼稚產(chǎn)業(yè)階段,在社會轉(zhuǎn)型時期如何抓住機遇,大力促進我國激光產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在國內(nèi)外市場占有更多份額,是廣大激光工作者面臨的光榮而艱巨的任務(wù)。
經(jīng)過38年的努力,我國激光技術(shù)有了較為雄厚的技術(shù)基礎(chǔ),鍛煉培養(yǎng)了一支素質(zhì)較高的隊伍 。這支隊伍遍布科研、高校、產(chǎn)業(yè)部門和企業(yè)、地方,科技人員達數(shù)千人,包括一批學(xué)成歸國的優(yōu)秀青年科學(xué)家和20多名兩院院士。可以預(yù)計,我國激光科學(xué)技術(shù)在21世紀必將有更輝煌的發(fā)展。在ICF激光驅(qū)動器、高功率化學(xué)激光器、半導(dǎo)體泵浦的固體激光器、超短超強激光器、激光測距測衛(wèi)、人工晶體和激光產(chǎn)業(yè)等方面,我國激光科技工作者將銳意創(chuàng)新,攀登新的高峰。
注意事項
激光打標機在使用時需要注意多個方面,以確保其正常運行、延長使用壽命并保障操作人員的安全。以下是一些主要的注意事項:
一、操作前的準備
1、專業(yè)培訓(xùn):操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)、性能及操作系統(tǒng),了解系統(tǒng)指示燈及按鈕的用途。
2、環(huán)境檢查:激光打標機應(yīng)盡可能在無塵、10℃-35℃的環(huán)境中使用,保持光學(xué)器件干燥、無塵。確保工作區(qū)域整潔、有序,無油污,工件、板材、廢料按規(guī)定堆放。
3、電源檢查:客戶須提供主電源支持至少2500W交流單相電源,且電源須帶有地線,嚴禁虛接。設(shè)備主電源線須安裝在一個空氣開關(guān)上,以做保護,嚴禁使用三角插頭。
4、設(shè)備檢查:使用前請檢查軟件設(shè)置是否有變化,功能按鍵和指示燈是否正常。確保工作前的檢測工作線槽、導(dǎo)線無破損外露。
二、操作過程中的注意事項
1、規(guī)范操作:嚴格按照激光器啟動程序啟動激光器,即打開總電源→電腦→打標軟件→振鏡→紅光→激光→開始打標。關(guān)機時則相反,先關(guān)激光→紅光→振鏡→退出軟件→關(guān)電腦→關(guān)總電源。
2、安全防護:按規(guī)定穿戴好勞動防護用品,在激光束附近必須佩帶符合規(guī)定的防護眼鏡。不要在刻印時手放在激光下以免受傷。
3、試刻確認:刻印前先用試驗品試刻,確保無誤后再刻印好的產(chǎn)品。在刻印編碼時,要仔細認真核對,無誤后再刻印。
4、異常處理:在加工過程中發(fā)現(xiàn)異常時,應(yīng)立即停機,及時排除故障或上報主管人員。嚴禁在無水或水循環(huán)不正常情況下啟動激光電源和調(diào)Q電源。
5、材料確認:在未弄清某一材料是否能用激光照射或加熱前,不要對其加工,以免產(chǎn)生煙霧和蒸氣的潛在危險。
三、維護與保養(yǎng)
1、定期清潔:保持機器整潔,定期清潔設(shè)備內(nèi)部的灰塵、污垢和異物,用吸塵器、酒精和無塵布清除。特別是劃線后的金屬殘留物或金屬粉末要及時清除。清潔周圍區(qū)域并保持通風(fēng)良好。
2、循環(huán)水管理:循環(huán)水箱中冷卻水最好使用去離子水,若無去離子水,可用蒸餾水代替。循環(huán)冷卻水使用一段時間后應(yīng)及時更換(建議至少兩星期換一次水),以免影響出激光效率。
3、光學(xué)鏡片檢查:定期檢查各光學(xué)鏡片是否有污垢,如有污垢應(yīng)及時擦洗。擦洗時要非常小心,避免損傷鏡片。
4、設(shè)備部件檢查:定期檢查保險絲、電源進線、指示燈回路等,避免導(dǎo)致電源指示燈不亮、進線接觸不良、電壓表無指示等問題。定期檢查激光管及元件,避免激光器老化。
5、其他部件維護:每月檢查起重機械、導(dǎo)軌等活動部件是否有松動、異響、漏油現(xiàn)象,用無塵布擦凈并加潤滑油。清理激光器出風(fēng)口處的灰塵,保證正常散熱。
四、其他注意事項
1、禁止行為:嚴禁任意改動保護電路及激光器主要部件。不允許在氪燈點燃前啟動其他組件,以防高壓竄入損壞組件。不允許聲光電源空載工作(即聲光電源輸出端懸空)。
2、電源管理:激光打標機開動時操作人員不得擅自離開崗位或托人待管,如的確需要離開時應(yīng)停機或切斷電源開關(guān)。使用結(jié)束后,應(yīng)關(guān)閉電腦和打標機,蓋好儀器護蓋。
3、消防準備:將滅火器放在隨手可及的地方,不加工時要關(guān)掉激光器或光閘,不要在未加防護的激光束附近放置紙張、布或其他易燃物。
綜上所述,激光打標機的使用需要嚴格遵守操作規(guī)程和安全規(guī)范,定期進行維護和保養(yǎng),以確保設(shè)備的正常運行和操作人員的安全。
常見問題
激光打標機偶爾會出現(xiàn)問題,如果不能及時的解決問題可能會影響產(chǎn)品的交付時間,其實雖然激光打標機維修是比較麻煩的,但是原理很簡單,而且有一些問題我們自己是可以解決的,今天在這里就教大家一些激光打標機比較常見的問題,以及如何去解決這些問題:
故障1:激光強度下降,標記不夠清晰
解決方法:
激光諧振腔是否變化;微調(diào)諧振腔鏡片。使輸出光斑最好;
聲光晶體偏移或者聲光電源輸出能量偏低;調(diào)整聲光晶體位置或者加大聲光電源工作電流;
進入振鏡的激光偏離中心:調(diào)節(jié)激光器;
若電流調(diào)到20A左右仍感光強不夠:氪燈老化,更換新燈。
故障2:氪燈不能觸發(fā)(參考NTP電源使用手冊)
解決方法:
檢查所有的電源連接線;
高壓氪燈老化,更換氪燈。
故障3:聯(lián)機時有一長三短報警
以下有幾種原因及排除方法
1、軟件不工作,主板松動,打開電腦請重新插。
2、Q驅(qū)動報警燈亮?xí)r,檢查37針與15針有沒有松動,Q開關(guān)有沒有正常通水。
3、激光電源報警燈亮?xí)r,檢查冷水機有沒有打開,燈管有沒有損壞,(如損壞需要更換燈管)。
故障4:不出光的原因
有以下幾種原因及解決方案
1、??
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