УФ-лазерный маркер для сверхточной маркировки и гравировки

В современной быстро развивающейся среде промышленного производства производители продукции часто сталкиваются с проблемой воплощения творческих идей дизайнеров в реальные изделия. Для обеспечения достаточной привлекательности внешнего вида изделия часто необходимо наносить на его поверхность различные узоры и надписи. Эта технология обработки известна как «маркировка». В настоящее время большинство изделий используют лазеры для нанесения маркировки или гравировки на поверхность, а ультрафиолетовые (УФ) лазерные маркировочные машины являются важным представителем семейства лазерных маркировочных машин.

По сравнению с волоконными или CO2-лазерами, УФ-лазеры обладают уникальными преимуществами. Они позволяют обрабатывать чрезвычайно широкий спектр материалов и практически любые материалы, включая многие повседневные изделия. С помощью УФ-лазеров можно обрабатывать такие материалы, как пластик, силикон, стекло, нефрит, керамика, акрил и даже обычные листья.

УФ-лазеры относятся к категории коротковолновых холодных лазеров, отличающихся чрезвычайно тонким лазерным лучом и превосходным качеством луча. При маркировке термочувствительных упаковочных пакетов или пластиковых бутылок в производственных цехах они не вызывают деформации поверхности или изменения цвета из-за термического воздействия. Независимо от того, требуются ли вам стандартные процессы маркировки продукции, такие как текст, узоры, QR-коды, серийные номера, коды защиты от подделок или сложные трехмерные узоры, выгравированные на стекле, УФ-лазерные маркировочные машины могут предложить оптимальное решение. Для профессионалов в смежных отраслях УФ-лазерные маркировочные машины являются универсальными и надежными помощниками, помогающими идеально воплотить любую творческую идею в реальность.

Что такое УФ-лазерная маркировочная машина?

Маркировочная машина с УФ-лазерным излучением использует ультрафиолетовые лазерные лучи для создания стойких отметок на поверхностях различных материалов. В ней применяется технология холодной лазерной обработки, при которой коротковолновые УФ-лазеры непосредственно разрывают химические связи внутри молекул материала, вызывая изменения в материале и отображение соответствующего текста или узоров в обработанных местах.

УФ-лазерная обработка называется холодной обработкой, потому что УФ-фотоны обладают более высокой энергией. Эти высокоэнергетические фотоны непосредственно ионизируют атомы обрабатываемого материала, разрывая химические связи между молекулами и нарушая исходную структуру материала. Этот процесс известен как фотохимический эффект абляции. Энергия фотонов в основном используется для возбуждения электронных переходов внутри материала, запуская фотохимические реакции или такие явления, как флуоресценция. Энергия, способствующая тепловому движению молекул, относительно невелика, и из-за низкой проникающей способности лазеру трудно проникнуть глубоко в материал. В результате этот метод обработки генерирует очень мало тепла, и внутренние слои и прилегающие участки материала практически не деформируются и не меняют цвет из-за нагрева. Обработанные изделия имеют гладкие края и минимальную карбонизацию.

УФ-лазерные маркировочные машины обеспечивают маркировку с высоким разрешением, предлагая при этом превосходное качество и скорость обработки. Кроме того, они эффективно предотвращают появление следов лазерного излучения, вызванных термическим воздействием, снижая повреждение материала. Они играют незаменимую роль в обработке чувствительных материалов, таких как пищевая упаковка и электронные компоненты.

Принцип работы УФ-лазерной маркировочной машины

Маркировочная машина с УФ-лазером — это устройство, использующее УФ-лазер для бесконтактной высокоточной обработки изделий. Принцип её работы включает в себя несколько технических этапов, в том числе генерацию лазерного луча, управление лазером и взаимодействие с лазером.

Устройство питается от лазерного источника питания, который преобразует электрическую энергию в световую с помощью твердотельного лазера с диодной накачкой. Световая энергия попадает в кристалл, содержащий усиливающую среду, создавая инверсию населенности и генерируя стимулированное излучение. Это излучение отражается и многократно усиливается внутри оптического резонатора, состоящего из зеркал, образуя когерентный лазерный луч. Начальная длина волны лазерного луча составляет 1064 нм, которая затем утрояется до третьей гармоники с помощью технологии внутрирезонаторного утроения частоты, в конечном итоге создавая УФ-лазер с длиной волны 355 нм. Лазерный луч поступает в систему гальванометрического сканирования, где система управления оцифровывает заданный рисунок маркировки в соответствующие координаты и траектории. Затем система точно управляет отклонением зеркал по осям XY с помощью двигателей, направляя лазерный луч для изменения его траектории. Наконец, лазер фокусируется на поверхности заготовки через полевую линзу, взаимодействуя с заготовкой для создания тонкой маркировки.

Компоненты УФ-лазерной маркировочной машины

Лазерный генератор

Используется твердотельный УФ-лазер с герметичной интегрированной конструкцией, объединяющей оптический тракт и внешнюю схему управления в одном блоке. Такая конструкция обеспечивает высокую помехоустойчивость и эффективно предотвращает попадание пыли. Большинство УФ-лазерных маркировочных машин используют УФ-лазеры с диодной накачкой (DPSS). Основная технология включает генерацию третьей гармоники путем утроения частоты внутри резонатора, преобразуя инфракрасный лазер в УФ-лазер с центральной длиной волны 355 нм.

Система сканирования гальванометра

В основном, система состоит из двигателей, зеркал, цепей управления и датчиков. Система управления генерирует соответствующие сигналы на основе нанесенного рисунка маркировки. Эти сигналы передаются через цепь управления для привода двигателей по осям X и Y, которые точно вращают прикрепленные зеркала, изменяя траекторию отражения лазерного луча. Это обеспечивает перемещение лазера по заданной траектории на поверхности заготовки.

Полевой объектив

Используется специализированная линза для ультрафиолетового лазера с длиной волны 355 нм, доступная в двух типах: F-θ-линзы и телецентрические линзы. F-θ-линзы используются чаще, а телецентрические — реже из-за более высокой стоимости. Линза корректирует и фокусирует отклоненный лазерный луч от гальванометра, концентрируя энергию лазера для достижения более равномерного фокусного пятна и обеспечения постоянного диаметра пятна в пределах диапазона обработки. Фокусное расстояние линзы влияет на диапазон обработки: более короткие фокусные расстояния приводят к меньшим областям обработки, а более длинные — к большим.

Система управления

Разделена на аппаратные и программные компоненты. Операторы могут импортировать файлы проекта или редактировать шаблоны через программное обеспечение и устанавливать параметры маркировки. Аппаратный компонент получает цифровые командные сигналы от программного обеспечения и координирует работу других аппаратных компонентов.

Система охлаждения

Поскольку лазерный генератор УФ-маркировочной машины выделяет значительное количество тепла во время работы, для охлаждения обычно используется система водяного охлаждения. Система водяного охлаждения циркулирует охлаждающую воду для рассеивания тепла, выделяемого лазерным генератором, и поддерживает постоянную температуру воды с помощью технологии контроля температуры, обеспечивая стабильную работу лазера.

Применение УФ-лазерных маркировочных машин

Длина волны УФ-лазера легко поглощается различными материалами, особенно высокомолекулярными и термочувствительными материалами. Поэтому диапазон его обработки охватывает более 95% материалов, что и дало ему название «универсальный лазер».

• Металлические материалы: Углеродистая сталь, железо, нержавеющая сталь, алюминий, титан, медь, золото, серебро, платина, сплавы магния, сплавы никеля, сплавы вольфрама, сплавы титана, сплавы цинка и металлы с покрытием и т. д.
• Неметаллические материалы: Стекло, полиэтилен, ПВХ, полипропилен, поликарбонат, акрил, керамика, силикон, пластик, печатные платы, гибкие печатные платы, пленка, кристалл, бумага, пенопласт, кожа, дерево, МДФ, ткань, камень, смола, сапфир, ЖК-дисплей, АБС-пластик, фанера, резина, углеродное волокно, нитрид галлия, карбид кремния, графен, кость, бамбук, яичная скорлупа, листья и т. д.

Характеристики УФ-лазерных маркировочных машин

• УФ-лазерный маркировочный станок обладает превосходным качеством луча и чрезвычайно малым фокусным пятном. Маркируемые линии получаются тонкими, четкими, износостойкими и долговечными.
• Оснащенная высокоскоростными сканирующими гальванометрами, линия может развивать скорость до 7000 мм в секунду, обеспечивая очень высокую скорость маркировки и значительно повышая эффективность производства.
• Обладает широкой совместимостью с различными материалами, подходит для маркировки и гравировки на разнообразных материалах, включая металлы, неметаллы, полимеры, стекло и т. д.
• Это технология холодной обработки с минимальной зоной термического воздействия, предотвращающая пригорание, деформацию или изменение цвета материала, что делает ее особенно подходящей для термочувствительных материалов.
• Путем регулирования параметров лазера можно получить черные или белые метки на определенных поверхностях материалов.
• Для работы устройства требуется только электричество, без необходимости использования других расходных материалов, что приводит к низким эксплуатационным расходам.
• В процессе обработки не образуются токсичные вещества, пыль или химическое загрязнение, что соответствует экологическим требованиям.
• Лазер обладает длительным сроком службы, высокой эффективностью электрооптического преобразования и низким энергопотреблением, что делает его более экономичным для длительного использования.
• Машина отличается компактной конструкцией и небольшими габаритами, что позволяет размещать ее в различных условиях. Она может быть интегрирована в различные производственные линии для автоматизированной маркировки в рамках производственной схемы.
• В ней используется система рециркуляционного водяного охлаждения, обеспечивающая более высокую эффективность охлаждения и позволяющая работать круглосуточно без перерыва.
• Программа поддерживает множество языков, имеет удобный интерфейс и может автоматически оптимизировать пути обработки для сокращения времени разметки. Она поддерживает широкий спектр форматов файлов и совместима с различными растровыми и векторными файлами.
• Работа с программой проста: достаточно импортировать файл проекта, чтобы запустить полностью автоматизированную обработку. Она не требует обучения и осваивается всего за пять минут.

Что такое машина для внутренней маркировки стекла ультрафиолетовым лазером?

Станок для внутренней маркировки стекла ультрафиолетовым лазером, также известный как станок для внутренней 3D-гравировки, использует ультрафиолетовые лазерные лучи для создания 3D-гравировки узоров или рисунков внутри хрусталя или стекла.

Эта технология называется Подповерхностная лазерная гравировка (SSLE)Принцип работы заключается в направлении лазерного луча через внутреннюю поверхность стекла или кристалла и фокусировке его в заданных внутренних точках. Когда энергия лазера превышает определенный порог, это вызывает микроскопические структурные трещины внутри стекла, образуя крошечные пузырьки. Лазер сканирует с чрезвычайно высокой частотой контролируемым образом, создавая бесчисленное множество плотно упакованных мелких пузырьков внутри стекла. Эти пузырьки упорядоченно располагаются в соответствии с заданным путем, тем самым отображая желаемый трехмерный рисунок. Эта технология широко применяется в таких изделиях, как стеклянные навесные стены, прозрачные автомобильные стеклянные салоны, портреты на кристаллах, гравированные персонажи аниме на стекле, гравированные бутылки для спиртных напитков, гравированные бокалы для вина, осветительные приборы, прозрачные чехлы для телефонов и многое другое.

Как УФ-лазерный маркировочный аппарат наносит чёрную или белую маркировку?

Регулируя параметры УФ-лазерного маркировочного аппарата, можно добиться черно-белой маркировки на определенных материалах. Например, при обработке нержавеющей стали, регулируя такие параметры, как расстояние между линиями заполнения рисунка, мощность лазера, скорость и частота маркировки, можно получить черные или белые оксидные слои на поверхности, что позволяет создавать черно-белую маркировку. При маркировке белых пластиков, регулируя параметры, можно добиться селективной карбонизации нижнего слоя поверхности пластика, что приводит к получению черной маркировки. Во время маркировки энергия концентрируется в очень малой области, создавая резкий контраст между маркируемым содержимым и фоновым материалом, что облегчает идентификацию.

Гравировка листьев с помощью УФ-лазерного маркировочного станка

С помощью УФ-лазерного маркировочного станка можно гравировать портреты, фотографии, изображения домашних животных или других животных на листьях и травинках для создания поделок, сувениров и закладок.

Среди волоконных лазеров, CO2-лазеров и УФ-лазеров только УФ-лазеры подходят для гравировки листьев. Это связано с тем, что волоконные и CO2-лазеры обладают сильным тепловым воздействием, и высокие температуры, воздействующие на материал во время маркировки, могут легко повредить структуру листа. В отличие от них, УФ-лазеры представляют собой коротковолновые источники холодного света, которые не используют тепловое воздействие для абляции листьев при высоких температурах. Вместо этого они используют фотохимические реакции для разрыва молекулярных цепей в процессе обработки, тем самым избегая обугливания или термической деформации листьев, вызванных обработкой.

Дополнительные принадлежности для УФ-лазерных маркировочных машин

УФ-лазерные маркировочные машины предлагают широкий спектр дополнительных функциональных компонентов. При выборе принадлежностей следует учитывать такие факторы, как тип материала, точность обработки и эффективность.

Добавление одномерного, двухмерного или трехмерного плоского рабочего стола позволяет увеличить размер обрабатываемых изделий. Выбор трехмерной вращающейся оси или малой кольцевой вращающейся оси позволяет обрабатывать различные трехмерные заготовки, такие как браслеты, кольца, банки и вазы. Также можно выбрать систему позиционирования с ПЗС-матрицей и конвейерную ленту для интеграции с высокоскоростными производственными линиями, что обеспечивает автоматическое распознавание контуров изделия для маркировки партий, например, на пластиковых бутылках, крышках для бутылок и линиях производства пищевой упаковки. Кроме того, конструкция станка может быть выполнена в различных вариантах, включая портативный, настольный, интегрированный, шкафного, закрытого и подвесного типов. Вы можете гибко выбирать в зависимости от реальных сценариев использования.

Технические характеристики УФ-лазерного маркировочного станка

Цена УФ-лазерных маркировочных машин

В 2025 году цены на УФ-лазерные маркировочные машины стали относительно доступными. На общую стоимость машины влияют такие факторы, как мощность лазера, марка, объем обрабатываемой поверхности и функциональность.

Цена портативного УФ-лазерного маркировочного станка начального уровня мощностью 3 Вт начинается всего с 1,950 долларов. Станки, подходящие для стекла и хрусталя, стоят от 4,900 долларов, а УФ-лазерные маркировочные станки летающего типа для промышленных производственных линий — от 2,500 долларов. Добавление двухмерного рабочего стола увеличивает цену на 100 долларов; замена ручного подъема лазерной головки на электрический добавляет 70 долларов, а приобретение дополнительной полевой линзы с другим размером сканирования увеличивает цену на 100 долларов.

При совершении покупки следует также учитывать практические потребности, применимость, долгосрочную надежность, надежность поставщика и послепродажное обслуживание. Избегайте слепого стремления к самой низкой цене или максимальной комплектации. Машины с чрезвычайно низкой ценой могут сэкономить средства на начальном этапе, но использование дешевых компонентов может привести к неисправностям в дальнейшем, что повлечет за собой дополнительные временные и финансовые затраты. Кроме того, при покупке оборудования необходимо учитывать такие расходы, как стоимость доставки и налоги.

Этапы использования УФ-лазерного маркировочного станка

Использование УФ-лазерного маркировочного станка относительно просто по сравнению с другими станками с ЧПУ, не требуя сложных операций или подготовительной работы. Ниже приведены шаги по эксплуатации УФ-лазерного маркировочного станка для вашего удобства.

1. Приготовление: Подготовьте обрабатываемый материал и убедитесь, что рабочий стол для лазерной маркировки чистый. Включите питание станка, компьютера и водоохладителя. Проверьте температуру водоохладителя, чтобы убедиться, что она находится в рабочем диапазоне. Подключите маркировочный станок к компьютеру с помощью USB-кабеля.
2. Установка параметров: Откройте на компьютере программу управления лазерной маркировкой и выберите файл чертежа для использования. Установите соответствующую мощность лазера, скорость маркировки и частоту в зависимости от размера, материала и желаемого эффекта гравировки. (Примечание: Перед началом обработки рекомендуется провести несколько тестов с использованием обрезков материала, чтобы определить оптимальные параметры обработки и обеспечить идеальные результаты.)
3. Фиксация материала: Разместите материал плашмя на рабочей платформе маркировочного станка. Используйте соответствующие зажимы или приспособления для фиксации материала, чтобы предотвратить его перемещение или деформацию во время процесса гравировки.
4. Предварительный просмотр процесса: Выберите положение красного индикатора и подтвердите правильность положения обработки, ориентируясь на рамку предварительного просмотра красного индикатора.
5. Начать обработку: В процессе обработки внимательно следите за состоянием изделия и эффектом обработки, чтобы убедиться в точности лазерной обработки желаемого рисунка или текста.

Примечание: В связи с различными характеристиками материалов, перед нанесением маркировки необходима корректировка и оптимизация параметров. Во время работы всегда соблюдайте правила техники безопасности, чтобы избежать вредного воздействия лазера на организм человека и окружающую среду.

Техническое обслуживание УФ-лазерного маркировочного станка

Техническое обслуживание УФ-лазерного маркировочного станка следует проводить в двух аспектах: ежедневное и плановое обслуживание. Ниже приведены подробные методы и этапы технического обслуживания, обобщенные в соответствии с... CATEKCNCИнженеры компании, занимающейся разработкой лазерных маркировочных машин.

Ежедневное обслуживание:

• Ежедневно проверяйте полевую линзу, чтобы избежать попадания пыли или посторонних предметов на поверхность, которые могут повлиять на обработку. При наличии пыли или посторонних предметов используйте специальную салфетку для чистки линз или безводный спирт.
• Перед началом ежедневной эксплуатации проверьте температуру воды в чиллере и поток охлаждающей воды в трубах на наличие засоров.
• Перед началом обработки проверьте мощность, частоту и другие параметры лазера, чтобы обеспечить стабильный результат маркировки.
• После обработки очистите поверхность верстака, чтобы избежать скопления посторонних предметов или мусора.

Регулярное обслуживание:

• Регулярно очищайте пыль внутри шкафа управления станка с помощью сжатого воздуха.
• Регулярно очищайте гальванометр, полевую линзу, верстак и вентиляционные отверстия.
• Регулярно проверяйте силовые линии и контакты, чтобы убедиться в нормальной работе всех электрических компонентов.
• Регулярно проверяйте уровень и качество хладагента в водоохладителе, регулярно меняйте циркулирующую воду и очищайте резервуар от загрязнений. Зимой или в холодную погоду добавляйте антифриз, чтобы предотвратить замерзание.
• Регулярно наносите смазочное масло на подъемные механизмы.