Лазерный маркер CO2 для маркировки и гравировки неметаллических материалов.

Хотите добавить уникальную и персонализированную маркировку на свой продукт? Тогда вам стоит изучить возможности лазерного маркировочного станка CO2. Это инновационное устройство позволяет точно наносить ваши идеи и дизайны на различные неметаллические материалы с помощью маркировки. Просто задайте желаемое содержимое маркировки с помощью компьютерной программы, и, словно по волшебству, станок выполнит маркировку и гравировку без прямого контакта с изделием, обеспечивая автоматическую обработку без каких-либо усилий.

В современном производственном мире быстро растет спрос на персонализированную и точную маркировку. Лазерный маркировочный станок на основе CO2, как передовой инструмент для персонализированной маркировки и промышленной идентификации, все чаще становится ключевым фактором повышения ценности продукции и конкурентоспособности компании. Принцип работы лазерного маркировочного станка на основе CO2 поистине впечатляет. Он использует лазерный луч CO2, сфокусированный на поверхности заготовки, генерируя мгновенно высокие температуры, которые вызывают физические или химические изменения в материале, тем самым формируя узоры, текст или коды защиты от подделок. Весь процесс подобен живописи художника на холсте, где каждый мазок выполняется с высокой точностью. В эпоху, когда приоритет отдается высокому качеству и эффективности, лазерный маркировочный станок на основе CO2, несомненно, является незаменимым инструментом, предлагающим идеальные решения для идентификации в различных отраслях промышленности.

Лазерные маркировочные станки на CO2 выпускаются в различных моделях, классифицируемых по размеру обрабатываемой поверхности, функциональности, мощности лазера и другим параметрам. Различные уровни мощности и функции предназначены для разных продуктов и отраслей промышленности. В этом руководстве вы получите подробную информацию о компонентах, принципах работы, используемых материалах, техническом обслуживании и других аспектах лазерных маркировочных станков на CO2.

Что такое машина для лазерной маркировки CO2?

Лазерная маркировочная машина на основе CO2 — это газовый лазер, использующий углекислый газ в качестве рабочей среды и управляемый специализированным программным обеспечением. Она генерирует лазерный луч CO2 с длиной волны 10.6 мкм с помощью лазерного генератора, который затем фокусируется для получения лазерного излучения высокой плотности энергии. Этот лазер локально облучает заготовку, вызывая мгновенное испарение или плавление поверхности материала под воздействием высокой температуры, оставляя тем самым несмываемую метку.

Сфокусированный сверхтонкий лазерный луч действует как режущий инструмент, удаляя материал с поверхности объекта точечно. Его преимущество заключается в бесконтактной обработке, которая не создает механической силы и, следовательно, предотвращает повреждение поверхности заготовки. Поскольку сфокусированный лазерный луч чрезвычайно мал, зона термического воздействия минимальна, что позволяет выполнять высокоточную обработку. Это позволяет выполнять сложные задачи, которые трудно осуществить традиционными методами, такие как нанесение текста, символов, узоров, штрихкодов и многого другого на различные неметаллические материалы. Размер символов может быть точным до микрометрового уровня.

После лазерной маркировки, поскольку поверхностный материал заготовки удаляется, метка не выцветает из-за трения, высоких температур или коррозии, что гарантирует сохранность нанесенной информации.

Для лазерной обработки требуется только сфокусированный лазерный луч, что исключает необходимость в дополнительном оборудовании или материалах. Она работает исключительно на электричестве, обеспечивая круглосуточную непрерывную работу с чрезвычайно низкими эксплуатационными расходами и затратами на техническое обслуживание.

Состав лазерной маркировочной машины на основе CO2-лазера

Лазерная маркировочная машина на CO2 состоит в основном из генератора CO2-лазера, гальванометрической системы, полевой линзы, системы управления, системы охлаждения и рамы станка. Сначала лазер генерируется генератором, затем гальванометр и полевая линза используются для фокусировки и сканирования, а система управления контролирует траекторию обработки. Все компоненты высоко скоординированы для достижения точной маркировки поверхности материала.

Генератор лазера CO2

Их можно разделить на два типа: герметичные CO2-лазеры постоянного тока со стеклянной трубкой и радиочастотные (РЧ) CO2-лазеры.

• Герметичная стеклянная трубка для CO2-лазера постоянного тока: Изготовленный из стекла, он состоит из трех слоев изнутри наружу: разрядной трубки, охлаждающего слоя и газонакопительного слоя. Газонакопительный слой заполнен смесью CO2, азота и других газов и соединен с разрядным слоем спиральной трубкой. Когда электрическая энергия поступает в разрядную трубку, она вызывает тлеющий разряд, возбуждая молекулы газа и генерируя лазерный луч с длиной волны 10.6 мкм.
• Радиочастотный CO2-лазер: Лазер имеет полностью закрытую конструкцию из алюминиевого сплава, разделенную на две части: источник радиочастотного питания и резонансную полость. Радиочастотное электромагнитное поле ионизирует смешанные газы, такие как CO2, для получения световой энергии, которая многократно отражается в резонансной полости, в конечном итоге формируя лазерный луч с длиной волны 10.6 мкм. Радиочастотные CO2-лазеры имеют более длительный срок службы и более высокую стабильность, но стоят дороже.

Гальванометрическая система

Двумерный планарный сканирующий гальванометр имеет два взаимно перпендикулярных двигателя для осей X и Y. Управляя внутренними двигателями гальванометра, зеркала отклоняются, быстро отражая лазерный луч для точного управления траекторией. Трехмерный гальванометр дополняет двумерный гальванометр динамической фокусирующей линзой по оси Z. Регулируя положение динамической фокусирующей линзы, можно изменять фокусное расстояние лазера, обеспечивая постоянное фокусирование лазера на поверхности заготовок различной высоты, толщины и формы, что позволяет выполнять маркировку сложных криволинейных поверхностей.

Полевой объектив

Используется специальная полевая линза для CO2-лазера с длиной волны 10.6 мкм. Полевая линза может изменять соотношение между углом падения луча и положением фокусировки, обеспечивая равномерную фокусировку лазерного луча в плоскости. В то же время, полевые линзы с разным фокусным расстоянием влияют на диапазон сканирования. Большее фокусное расстояние увеличивает диапазон сканирования, но также увеличивает диаметр сфокусированного лазерного пятна, снижая плотность энергии и точность и эффективность обработки краев. Напротив, полевая линза с меньшим фокусным расстоянием имеет меньший диапазон сканирования, меньший диаметр лазерного пятна, более высокую плотность энергии и лучшую точность и эффективность обработки.

Система управления

Включает в себя как программные, так и аппаратные компоненты. Программное обеспечение относится к программному обеспечению управления лазерным маркировочным станком, а аппаратное обеспечение — к плате управления лазерным маркировочным станком. Программное обеспечение используется для графического дизайна, преобразования форматов и настройки параметров станка, таких как мощность, частота и скорость, а также для генерации инструкций обработки. Аппаратное обеспечение отвечает за преобразование инструкций обработки в исполняемые сигналы для управления работой компонентов станка.

Система охлаждения

Системы охлаждения делятся на водяные и воздушные. В маломощных радиочастотных CO2-лазерах часто используются воздушные системы охлаждения, в которых для отвода тепла применяются вентиляторы; они отличаются простой конструкцией и легкостью в обслуживании. В более мощных радиочастотных CO2-лазерах и CO2-лазерах со стеклянными трубками для отвода тепла используются водяные системы охлаждения, где циркулирующая охлаждающая вода отводит тепло, выделяемое во время работы лазера. Водяные системы охлаждения обеспечивают лучшую эффективность охлаждения, но требуют регулярной замены циркулирующей воды.

Механическая каркасная конструкция

Включает в себя корпус станка, верстак и подъемную конструкцию. Корпус используется для размещения и фиксации таких компонентов, как лазерный генератор и источник питания лазера. Верстак используется для размещения заготовки для обработки. Подъемная конструкция обеспечивает вертикальное перемещение для регулировки фокусного расстояния в широком динамическом диапазоне в зависимости от размеров и толщины материалов.

Области применения лазерных маркировочных машин на основе CO2-лазера

Лазерный маркировочный станок на основе CO2 имеет очень широкий спектр применения, от электронных изделий до упаковки продуктов питания и напитков, а также медицинского оборудования, ювелирных изделий, текстиля и одежды, изделий ручной работы, скобяных изделий и строительных материалов. Он охватывает практически все отрасли и сферы, нуждающиеся в маркировке. В основном он используется для различных неметаллических материалов, включая ABS, PVC, PC, акрил, эпоксидную смолу, стекло, керамику, кожу, ткань, резину, пластик, дерево, МДФ, фанеру, бамбук, камень, искусственный камень, гофрированную бумагу, картон и многое другое. Кроме того, его можно использовать для удаления покрытий с некоторых металлических материалов с покрытием.

Преимущества маркировочного станка с CO2-лазером

• Широкий функционал, включая маркировку, резку и гравировку.
• Использует лазерные лучи высокой плотности энергии с малым сфокусированным пятном, что позволяет выполнять точную маркировку различных неметаллических поверхностей. Глубина обработки может произвольно регулироваться с помощью гибкой настройки.
• Высокая скорость обработки, которая может быть более чем в три раза выше по сравнению с традиционными методами маркировки.
• Прочная маркировка, устойчивая к износу, коррозии, воде и маслу, обеспечивает ее долговечность.
• Бесконтактная обработка, позволяющая избежать физического повреждения поверхности материала.
• Мощное программное обеспечение с простым управлением, поддерживающее CAD, PS и другие программы, позволяющее гибко настраивать параметры.
• В процессе обработки не требуются расходные материалы, что приводит к чрезвычайно низким затратам на долгосрочное использование.
• Экологически чистая работа, не выделяющая вредных веществ, пыли и шума, соответствующая экологическим требованиям.
• Сменные линзы, подходящие для обработки изделий разных размеров.
• Широкий спектр дополнительных принадлежностей, применимых для различных технологических задач, таких как ротационная и летучая маркировка. Возможно интегрирование с автоматизированными производственными линиями сторонних производителей для обеспечения беспилотного непрерывного производства.

Преимущества лазерной маркировки CO2 по сравнению с другими методами маркировки

Технология лазерной маркировки CO2 использует высокоэнергетическую лазерную абляцию для удаления или расплавления материалов, предлагая ряд неоспоримых преимуществ по сравнению с другими методами маркировки. Она позволяет получать высококачественную, четкую и стойкую маркировку в чрезвычайно короткие сроки.

Токсичные растворители чернил нельзя использовать для маркировки фармацевтической упаковки или алюминиево-пластиковых панелей, тогда как лазерная маркировка CO2 не требует использования чернил или органических растворителей, что делает её нетоксичной и идеально подходящей для сложных условий работы, таких как фармацевтическая промышленность. Кроме того, она не требует использования пресс-форм, что значительно упрощает изменение содержимого маркировки — достаточно выбрать дизайн обработки непосредственно с помощью программного обеспечения. Лазерная маркировка CO2 также требует меньшего количества расходных деталей, что приводит к чрезвычайно низким затратам на техническое обслуживание.

Типы лазерных маркировочных машин CO2

Стандартный маркировочный станок с CO2-лазером

Используется для маркировки и гравировки различных плоских неметаллических изделий. Конструкция может значительно варьироваться, но в целом конфигурации лазерных маркировочных машин CO2 с различными вариантами исполнения схожи. Различные конструктивные решения в первую очередь предназначены для удовлетворения различных сценариев применения и потребностей пользователей.

• Станки шкафного типа: Они поставляются в полностью оборудованном рабочем пространстве, позволяющем легко хранить другие сопутствующие предметы, и могут быть напрямую интегрированы с компьютером, что делает их подходящими для стационарных условий.
• Раздельные станки: Отделите шкаф управления от верстака, что облегчит его перемещение или нанесение разметки в ограниченных пространствах.
• Летательные аппараты: Они часто используются на промышленных производственных линиях и могут гибко устанавливаться на различных производственных линиях сторонних производителей для быстрой маркировки.

Крупноформатная динамическая маркировочная машина с CO2-лазером

Оснащенный 3D-динамическим фокусирующим гальванометром, он компенсирует изменения лазерного пятна, вызванные перепадами высоты поверхности при обработке крупноформатных заготовок, путем регулировки положения динамической фокусирующей линзы в реальном времени. Это обеспечивает постоянный диаметр пятна по всей поверхности, достигая высокой точности маркировки. В основном используется для обработки крупноформатных или неровных поверхностей, таких как кожа, одежда, деревянные доски и ткани.

3D CO2 лазерный маркировочный станок

Оснащенный 3D-гальванометром и 3D-системой управления, он может напрямую распознавать файлы 3D-моделей и автоматически регулировать фокусное расстояние для маркировки на основе информации о глубине изогнутых или неровных материалов. Он может выполнять плоскую маркировку или 3D-рельеф как на плоских, так и на неровных изделиях, расширяя диапазон обработки лазерных маркировочных станков.

Летающая машина для лазерной маркировки CO2

Оснащенный высокоскоростной сканирующей гальванометрической системой, он обеспечивает более высокую скорость сканирования, чем стандартные гальванометры. Он позволяет производить маркировку продукции в режиме реального времени на производственной линии без необходимости ее остановки. Подходит для промышленных производственных линий, таких как линии по производству крышек для бутылок, пластиковых бутылок и пищевой упаковки.

Дополнительные принадлежности для лазерных маркировочных машин на CO2-лазере

• Плоский верстак: Дополнительные одномерные, двухмерные или трехмерные рабочие столы, которые могут перемещаться вдоль осей X, Y и Z для расширения габаритов обработки.
• Роторное устройство:

  Расширяет диапазон обработки традиционных плоских маркировочных станков за счет зажима или размещения заготовок для ротационной маркировки. Может быть разделен на поворотные оси патронного типа, поворотные устройства роликового типа и быстрозажимные поворотные оси (ювелирные поворотные оси).

  • Вращающиеся оси патронного типа используются для зажима и вращения крупногабаритных изделий, таких как подставки для ручек и вазы.
  • Роликовые вращающиеся устройства используются для размещения и вращения цилиндрических изделий, таких как банки, термосы и кружки.
  • Быстрозажимные поворотные оси имеют меньшие размеры и используются для обработки таких изделий, как браслеты, цепочки и крышки для чашек.
• Визуальное позиционирование с помощью ПЗС-матрицы: Система использует камеру для захвата изображений рабочего стола в реальном времени и требует наличия системы управления, поддерживающей визуальное распознавание. Даже если изделия размещаются случайным образом, система может автоматически распознавать их положение, угол и контур, исключая необходимость ручного позиционирования и обеспечивая автоматическую маркировку. Это особенно подходит для пакетной обработки, эффективно снижая процент брака, вызванного ошибками при ручной обработке.
• Верстак для конвейерных лент: Позволяет размещать большое количество заготовок одновременно с автоматической подачей для обработки, повышая эффективность. Подходит для пакетной обработки и часто используется в сочетании с ПЗС-камерами для достижения автоматического позиционирования и коррекции.

Технические характеристики маркировочного станка с CO2-лазером

Цена лазерных маркировочных станков на основе CO2

Диапазон цен на лазерные маркировочные станки CO2 значительно варьируется и зависит от множества факторов, включая мощность лазера, марку станка, конфигурацию станка и дополнительные функции. Начальная цена на лазерный маркировочный станок CO2 начального уровня мощностью 30 Вт с раздельным лазерным приводом составляет 1850 долларов; лазерный маркировочный станок CO2 с возможностью 3D-гравировки стоит от 5400 долларов; а высококлассный промышленный крупноформатный лазерный маркировочный станок CO2 мощностью 130 Вт с динамическим лазерным приводом стоит от 6000 долларов. Дополнительное поворотное устройство стоит около 100 долларов. Перед покупкой лазерного маркировочного станка CO2 рекомендуется провести детальное исследование рынка, сравнить предложения, послепродажное обслуживание и техническую поддержку от разных поставщиков, а также оценить производительность и пригодность оборудования. Перед покупкой также можно запросить у поставщиков пробные образцы обработки, чтобы убедиться в качестве обработки станка.

Рекомендации по техническому обслуживанию лазерных маркировочных машин на основе CO2-лазера

Для обеспечения оптимальной работы вашего лазерного гравировального станка CO2 необходимо регулярное техническое обслуживание. Ниже приведены несколько советов по ежедневному техническому обслуживанию.

• Очистите объектив: Накопление пыли или остатков на линзе лазерного маркировочного станка CO2 может повлиять на качество маркировки. Регулярно протирайте линзу салфеткой для линз, смоченной в безводном спирте, и избегайте прямого прикосновения к линзе пальцами во время работы.
• Проверьте систему охлаждения: Качество и циркуляция охлаждающей воды существенно влияют на стабильность и срок службы оборудования. Регулярно проверяйте температуру и уровень охлаждающей воды, следите за тем, чтобы она оставалась чистой и бесперебойно циркулировала. При обнаружении каких-либо отклонений в работе охлаждающей воды незамедлительно замените или очистите систему охлаждения.
• Осмотрите лазерный генератор: Периодически проверяйте лазерный генератор, создающий луч, на предмет износа или других повреждений. В среднем срок службы стеклянной трубки постоянного тока CO2-лазера составляет около 3,000–10,000 часов, в то время как генератор радиочастотного CO2-лазера может прослужить более 45,000 часов. Регулярный контроль выходной мощности помогает определить, когда лазерному генератору требуется замена или пополнение газа.
• Обновления программного обеспечения: Регулярное обновление программного обеспечения управления может улучшить функциональность машины и устранить проблемы, связанные с ее работой.
• Обеспечьте стабильное электропитание: Лазерные маркировочные станки на CO2-лазере потребляют много энергии, поэтому стабильное электропитание обеспечивает их нормальную работу. При использовании подключайте станок к стабильной розетке отдельно, избегая использования одной линии электропередачи с другими мощными устройствами. Кроме того, регулярно проверяйте надежность заземления.
• После выключения выключайте устройство: После выключения немедленно выключите аппарат, чтобы избежать сокращения срока его службы из-за длительного простоя. Также убедитесь, что система охлаждения генератора CO2-лазера отключена для обеспечения безопасности оборудования в периоды простоя.

Распространенные неисправности и способы их устранения для маркировочных машин с CO2-лазерным считыванием.

• Несоответствие ожидаемой глубины маркировки:

  • Мощность лазерного излучения слишком низкая, отрегулируйте мощность лазерного излучения или замените устройство на более мощное.
  • Если расстояние до заготовки не соответствует фокусному расстоянию лазера, отрегулируйте расстояние до заготовки до тех пор, пока диаметр пятна на поверхности заготовки не станет приемлемым.
  • Если поверхность полевой линзы загрязнена, тщательно очистите полевую линзу.
  • Скорость нанесения разметки слишком высока, необходимо её снизить.

• Линии разметки отображаются в виде пунктирных линий:

  • В сигнальной линии плохое соединение, проверьте сигнальную линию.
  • Проверьте, не повреждена ли или не имеет ли других проблем соединительная линия между платой управления гальванометром и двигателем.

• Шрифты или узоры разметки нечеткие:

  • Проверьте, не загрязнена ли поверхность полевой линзы маслом или не изношена ли она.
  • Проверьте, исправно ли работают зеркала внутри гальванометра, чтобы предотвратить скопление влаги или пыли.
  • Неправильная маркировка фокусного расстояния, отрегулируйте фокусное расстояние.
  • Проверьте, не загрязнена ли выходная линза лазерного генератора.

• Внутри маркировочной машины слышны электрические токи или искрение:

  • Проверьте, нет ли пыли внутри корпуса станка, и очистите его.
  • Проверьте, не слишком ли высока влажность воздуха в помещении.
  • Проверьте наличие ослабленных или плохо соединенных контактов в электрических компонентах внутри корпуса станка.

• Машина перестает работать из-за перегрева:

  • Неисправность системы охлаждения. При использовании системы воздушного охлаждения проверьте, не поврежден ли вентилятор и не заблокированы ли вентиляционные отверстия; при использовании системы водяного охлаждения осмотрите водяной радиатор, чтобы убедиться, что циркуляционные трубки не заблокированы и не недостаточно ли охлаждающей жидкости.
  • Чрезмерная непрерывная работа приводит к перегреву. Приостановите работу устройства и подождите, пока температура не вернется к норме, прежде чем возобновлять использование.
  • Высокая температура окружающей среды снижает эффективность теплоотвода. Переместите оборудование в более прохладное место и перезапустите процесс.

CATEKCNC Мы являемся одним из ведущих мировых поставщиков решений для лазерной маркировки, предлагая комплексные предпродажные консультации, сопровождение при продаже и послепродажное обслуживание. Мы предоставляем полный спектр услуг: от проектирования решений и выбора оборудования до установки, отладки и обучения эксплуатации. Кроме того, мы предлагаем индивидуальные решения, адаптированные к потребностям различных отраслей, помогая каждому клиенту улучшить имидж своего бренда и конкурентоспособность продукции. Если вы рассматриваете возможность приобретения лазерного маркировочного станка CO2, свяжитесь с нами. CATEKCNCМы верим, что благодаря неустанным усилиям и инновациям мы станем вашим самым надежным партнером, помогая вашему бренду ярко засиять на рынке.