1. Проблем: Пръски от шлака
Лазерната маркираща машина (лазерна маркираща машина) е лазерен лъч, който нанася трайна маркировка върху повърхността на различни вещества. Ефектът на маркирането е да разкрие дълбоките слоеве на материала чрез изпаряване на повърхностния материал, за да гравира фини шарки, търговски марки и текст. Лазерните маркиращи машини се разделят основно на CO2 лазерни маркиращи машини, полупроводникови лазерни маркиращи машини, влакнести лазерни маркиращи машини и YAG лазерни маркиращи машини. Лазерните маркиращи машини се използват главно в някои по-фини, прецизни случаи. Използват се в електронни компоненти, интегрални схеми (IC), електрически уреди, мобилни телефони, хардуерни продукти, аксесоари за инструменти, прецизни инструменти, очила и часовници, бижута, авточасти, пластмасови ключове, строителни материали и PVC тръби.
Тази статия ви дава бързо разбиране за машината за маркиране с фибърен лазер MOPA
1. Разликата между Q модулацията и MOPA технологията във влакнестите лазери
Двата основни вида импулсни влакнести лазери, предлагани в момента на пазара за приложения за лазерно маркиране, са Q-модулираната технология и MOPA технологията, която представлява лазерна структура, състояща се от лазерен осцилатор, каскадно свързан с усилвател. В индустрията MOPA лазерът се отнася до уникален, по-„интелигентен“ наносекунден импулсен влакнест лазер, състоящ се от полупроводников лазерен източник, задвижван от електрически импулс, и влакнест усилвател. Неговата „интелигентност“ се отразява главно в независимо регулируемата ширина на изходния импулс (диапазонът може да бъде до 2ns-500ns), а честотата на повторение може да бъде до мегахерци. Q-модулираната структура на импулсния източник на влакнест лазер се вмъква в модулатора на загубите на осцилационната кухина на влакното, като периодично модулира оптичните загуби в резонансната кухина, за да се получи определена ширина на импулса от наносекунден импулсен светлинен изход. За този често обезпокоителен проблем ще направим кратък анализ от три аспекта: вътрешна структура на лазера, изходни оптични параметри и сценарии на приложение.
2. Вътрешна структура на лазера
Вътрешната структура на MOPA влакнестите лазери и Q-модулираните влакнести лазери се различава главно по начина на генериране на импулсния светлинен сигнал, който се генерира от електрическия импулс, задвижващ полупроводниковия лазерен чип, т.е. изходният светлинен сигнал се модулира от задвижващия електрически сигнал, така че има голяма гъвкавост за генериране на различни параметри на импулса (ширина на импулса, честота на повторение, форма на вълната и мощност на импулса и др.). Импулсният оптичен сигнал на Q-модулирания влакнест лазер се генерира чрез периодично увеличаване или намаляване на оптичните загуби в резонансната кухина, за да се получи импулсен оптичен изход, който е прост по структура и по-изгоден по цена. Параметрите на импулса обаче са донякъде ограничени от Q-модулираните устройства и други влияния.
Принципът на вътрешната структура на MOPA влакнестия лазер и Q-модулирания влакнест лазер е схематично показан по-долу.
3. Изходни оптични параметри
Ширината на изходния импулс на MOPA фибърния лазер е независимо регулируема. Ширината на импулса на MOPA фибърния лазер има произволна настройваемост (диапазон от 2ns до 500ns).
Колкото по-тясна е ширината на импулса, толкова по-малка е засегнатата от топлината площ и толкова по-висока точност на обработка може да се постигне.
Ширината на импулса на изхода на Q-модулирания влакнест лазер не е регулируема и обикновено е с фиксирана стойност от 80 ns до 140 ns. MOPA влакнестият лазер има по-широк диапазон от честоти на повторение. MOPA лазерите могат да достигнат висока честота на изход от MHz. Високата честота на повторение означава висока ефективност на обработката и MOPA може да поддържа високи пикови мощностни характеристики при условия на висока честота на повторение. Q-модулираните влакнести лазери са ограничени от работните условия на Q-превключвателя и имат тесен диапазон на изходната честота, достигащ само ~100 kHz при високи честоти.
4. Сценарии на приложение
Влакнестият лазер MOPA има широк диапазон от параметри, така че освен че покрива конвенционални приложения за наносекундна лазерна обработка, той може да се възползва и от уникалната си тясна импулсна ширина, висока честота на повторно преобразуване и висока пикова мощност, за да постигне някои уникални приложения за прецизна обработка. Например.
Приложения за отстраняване на повърхности от тънки листове от алуминиев оксид
Сега, все по-тънките и леки електронни продукти, много мобилни телефони, таблети и компютри използват тънък алуминиев оксид като обвивка на продукта. Използването на Q-модулиран лазер в тънката алуминиева плоча, маркираща проводими частици, лесно води до деформация на материала, а задната изпъкнала част на опаковката директно влияе върху външния вид. Използването на MOPA лазер с по-малки параметри на ширината на импулса може да направи материала по-труден за деформация, а резултатът е по-деликатен, ярко бял. Това е така, защото MOPA лазерът използва малки параметри на ширината на импулса, което може да накара лазера да престои в материала за по-кратко време, но също така има достатъчно висока енергия, за да премахне анодния слой, така че за обработка на тънка повърхност на анода от алуминиев оксид, MOPA лазерът е по-добър избор.
Приложение за почерняване на анодизиран алуминий
Използването на лазер за маркиране на черно лого, номер на модел, текст и др. върху повърхността на анодизиран алуминиев материал постепенно се използва широко от Apple, Huawei, ZTE, Lenovo, Meizu и други производители на електроника през последните две години за маркиране на лого, номер на модел и др. с черни маркировки върху корпуса на електронни продукти. За този вид приложение в момента само MOPA лазер може да го обработва. Тъй като MOPA лазерът има широк диапазон на регулиране на ширината на импулса и честотата на импулсите, използването на тясна ширина на импулса, високочестотни параметри могат да бъдат маркирани върху повърхността на материала с черен ефект, а чрез различни комбинации от параметри може да се маркира и с различен ефект в сивата скала.
Цветно лазерно маркиране
Цветното лазерно маркиране е нов вид процес на лазерно маркиране. В момента тази технология временно е само MOPA лазерно маркиране върху неръждаема стомана, хром, титан и други метални материали с цветни шарки. При възпроизвеждане на цвят върху материали от неръждаема стомана, лазерният лъч може да се регулира, за да променя цвета на повърхностния слой на материала, така че да се получи декоративен ефект от различни цветове. В индустрията за продукти от неръждаема стомана можете да добавяте цвета на маркиращия шаблон и да редактирате различни текстови шаблони по ваше желание. Удобство и лесна работа: опазване на околната среда и не замърсяване; скорост на маркиране, може значително да повиши добавената стойност на продуктите от неръждаема стомана и да подобри пазарната им конкурентоспособност. Добавя добавена стойност към продукта.
Като цяло, ширината и честотата на импулса на MOPA фибърния лазер се регулират независимо, както и широк диапазон от регулируеми параметри, така че обработката на фина, нисък термичен ефект, върху тънки плочи от алуминиев оксид, черен анодизиран алуминий, цвят от неръждаема стомана и др., предимствата на изключителните, могат да постигнат ефекта, който не може да се постигне с Q фибърния лазер. Q-модулираният фибърен лазер се характеризира с по-силно маркиране и има определени предимства при дълбоко гравиране на метали, но ефектът на маркиране е по-груб. При обичайните приложения за маркиране, основните характеристики на MOPA импулсните фибърни лазери в сравнение с Q-модулираните фибърни лазери са показани в таблицата по-долу. Потребителите могат да изберат правилния лазер според реалните нужди на маркиращите материали и ефекти.
| Име на приложението | Q-модулирани лазери | MOPA лазери |
| Отстраняване на повърхността на алуминиев оксиден лист | Субстратът лесно се деформира, образувайки изпъкнали торбички и грапави долни линии | Малка ширина на импулса, малък термичен остатък, без деформация на субстрата, фин и ярко бял основен модел |
| Почерняване на анодизиран алуминий | Възможно е само ограничено количество качествено почистване на прах | Чрез широк набор от настройки на параметрите можете да маркирате различни нюанси на сивото и черното за обработка. |
| Дълбоко гравиране на метал | Мощен, подходящ за дълбока резба, грубо подрязване | Слаба дълбочина на гравиране, но фино подчертаване, малък конус, може да се използва за ярко бяло. |
| Цвят от неръждаема стомана | Трябва да е извън фокус, ефектът е по-труден за регулиране | Може да възпроизвежда различни цветове чрез регулиране на комбинацията от ширина на импулса и честота |
| ABS и друга обработка на пластмаси | Лесен пожълтяващ ефект, усещане за тежест, бързо | Няма усещане, не е лесно да пожълти, фина обработка |
| Премахване на боя от полупрозрачни пластмасови ключове | По-трудно за премахване | Лесно премахване, чист, ясен контур на ръба, по-добро пропускане на светлина, висока ефективност |
| Баркод за маркиране на печатни платки, 2D код | Висока енергия на единичен импулс, но епоксидната смола е чувствителна към лазерната енергия | Приемете малка импулсна ширина, средна честота, баркод, 2D код по-ясен, не е лесен за премахване и лесен за сканиране |
5. Характеристики на производителността на лазерната маркираща машина MOPA
Лазерната маркираща машина MOPA принадлежи към категорията лазерни маркиращи машини. MOPA лазерната маркираща машина използва директно електрически модулиран полупроводников лазер като източник на семена (MOPA) на влакнест лазер. В сравнение с Q-модулирания влакнест лазер, честотата и ширината на импулсите на MOPA влакнестия лазер са независимо контролируеми чрез два лазерни параметъра, които се регулират чрез високоскоростната сканираща осцилаторна система, която позволява постоянна висока пикова мощност и по-широк спектър от повърхности за маркиране. С висококачествен лазерен лъч, ниска цена на използване, 100 000 часа без поддръжка, подходяща за маркиране на черен алуминиев оксид, цвят неръждаема стомана 304, оголване на аноди, оголване на покрития, полупроводникова и електронна промишленост, пластмаси и други чувствителни материали и PVC пластмасови тръби, маркиране на шрифта за опазване на околната среда в съответствие със стандартите ROHS.
В сравнение с обикновената лазерна маркираща машина, MOPA M1 има импулсна ширина 4-200ns, а M6 - 2-200ns. Обикновената импулсна ширина на MOPA лазерната маркираща машина е 118-126ns. Така че можете да видите, че импулсната ширина на MOPA лазерната маркираща машина може да се регулира в по-широк диапазон. Така че можете да разберете защо някои продукти не могат да постигнат желания ефект, докато MOPA лазерната маркираща машина може.
Въпреки това, много клиенти купуват MOPA лазерни маркиращи машини, очаквайки същата скорост на обработка като обикновените машини за маркиране с фибърен лазер, но това очевидно не е така. Двете технологии са различни. При гравиране на цветни ефекти, машината трябва да маркира с минимални ефекти на сянка при високи честоти, което позволява гравиране с висока резолюция, но в същото време скоростта на гравиране е сравнително по-бавна. Освен това, при гравиране в дълбочина на метала, MOPA лазерната маркираща машина може да няма предимство, тъй като няма предимство в енергията на единичния импулс, но ефектът е деликатен по отношение на и по-добър от обикновената лазерна маркираща машина в голям мащаб. Следователно, преди да изберат да закупят MOPA лазерна маркираща машина, те трябва да разберат предимствата и недостатъците на този тип лазерна маркираща машина.
Лазерната маркираща машина MOPA е подходяща за фино маркиране на метални и неметални материали, като например черно лазерно гравиране на цифрови продуктови части, заден капак на мобилен телефон, IPAD, черен алуминий, ключове за мобилен телефон, пластмасови полупрозрачни ключове, електронни компоненти, интегрални схеми (IC), електрически уреди, комуникационни продукти, санитарни изделия за баня, аксесоари за инструменти, режещи инструменти, очила и часовници, бижута, авточасти, багаж и чанти, съдове за готвене, изделия от неръждаема стомана и други индустрии.
Компанията Maven Laser Automation се фокусира върху лазерната индустрия от 14 години. Ние сме специализирани в лазерно маркиране. Разполагаме с машина за фибърно лазерно маркиране, CO2 лазерно маркиране, UV лазерно маркиране, както и с машина за лазерно заваряване, машина за лазерно рязане и машина за лазерно почистване. Ако се интересувате от нашите машини, можете да ни последвате и да се свържете с нас.
Време на публикуване: 15 ноември 2022 г.
