镭雕技术简介

5.激光測量 激光測量
• • • • • • • • 測距 微粒子計數 微顆粒分析 表面粗糙度 土木工程基准線的測量 定位標示 工件尺寸量測 光電開關﹑ 光電開關﹑光電檢測
二．激光打標系統概述 A. 組成及原理 A>1 激光打標系統組成
抽風系統 (排塵 排塵) 排塵 主 機 (激光產生裝置 激光產生裝置) 激光產生裝置 電腦控制 (外部輸入 外部輸入) 外部輸入 控制面板 (導軌開關 導軌開關) 導軌開關 激光頭 改變激光方向) (改變激光方向
導電率<5US 去離子水 導電率<5US
A>4 冷卻系統
作用﹕ 作用﹕通過冷卻循環液將產生的熱量散 去﹐ 確保激光品質 去離子水 冷卻媒介﹕ 冷卻媒介﹕ 導電率＜ 導電率＜ 5us 蒸溜水 循環流程圖﹕ 循環流程圖﹕ 幫浦 過瀘器 壓縮機 感應器) (感應器)
去離子水箱 熱交換器 流量計
主機
A>5 激光頭工作原理
設備名稱 項目 效果對比 加工形式 耐磨性 載體 加工效果 適用范圍 圖形編輯 激光雕刻加工 (凹下去) 永久性標示 無 灰暗 廣 所見即所得 編輯方便 印刷 (凸上來) 易脫落 油墨 設計不同顏色 佷廣 菲林制作 更改圖形困難 激光打標 栘印
五.激光打標與鑽雕差異一覽表
設備名稱 項目 效果對比 加工形式 精度 可控性 應用性 效果 導軌傳動方式 工件定位 激光雕刻加工 高 好(程序控制) 可雕刻不同圖案 灰暗 電機驅動 氣動壓柄 切削加工 低 差(目視調節) 條紋狀加工 亮 液壓傳動 真空吸附 激光打標 鉆石雕刻
2. 激光在醫療上的應用
• • • • • • 眼科 外科 內科 皮膚科 整形美容 。。。。。。
3. 激光在軍事上的應用
• • • • • • • • 測距 瞄准 照明 激光武器 激光制導 激光報警器 通訊系統 雷達系統
4. 激光在娛樂上的應用 •CD CD •VCD VCD •DVD DVD •舞台 舞台
1>4激光器種類(工作物質) 1>4激光器種類(工作物質) A.氣體激光器 ------ He—Ne激光器(一種用氦氖混合 A.氣體激光器 He Ne激光器( Ne激光器 氣體作為工作物質的連續波氣體激光器,能輸出6328 6328埃 氣體作為工作物質的連續波氣體激光器,能輸出6328埃 紅色光束) 紅色光束) Co2激光器等 B.固體激光器 釹玻璃激光器(釹元素) B.固體激光器 ------ YAG 釹玻璃激光器(釹元素)等 C.其它 C.其它 -------- 化學激光器 自由電子激光器 准分子激光器 染料激光器等
3>2產品介紹( 3>2產品介紹(一) 產品介紹
適用底材:鋁合金,鈦合金,不鏽鋼,PC/ABS等 適用底材:鋁合金,鈦合金,不鏽鋼,PC/ABS等 ,PC/ABS 相關表面處理:電鍍,陽極,烤漆,PVD等 相關表面處理:電鍍,陽極,烤漆,PVD等 ,PVD
3>3產品介紹 3>3產品介紹 (二)
3>4如何導入新產品 3>4如何導入新產品
激光發展歷程 1>2 激光發展歷程
• • • • • • • • • 1900 普朗克提出原子能階不連續概念 1905 愛因斯坦提出光量子假說 1917 提出受激輻射(Stimulated Emission)理論 1954 Townes等以NH3制出第一部微波量子放大器 1958 Townes & Schawlow提出鐳射的可行性 1960/5 Maiman於美國休斯公司實驗室制造出第一具紅寶石激光器 1960/11 第一具He-Ne Laser 1962 半導體鐳射、玻璃鐳射 1964 Co2鐳射、YAG鐳射、染料鐳射、氬離子鐳射
1
偏移
1.操作員用力不均 2.位置參數不對 3.量測方法不正確 1.填充參數不合適 2.頻率太大 工件表面有殘余腊質
2 3
溢出 未雕完全
4
標深不夠
1.鏡頭灰塵太多 1.作業前擦拭激光鏡頭 2.激光功率不夠,速度太快 2.重新設置參數,加大功率,速度變慢 3.焦距不對 3.調整合適焦距
四.激光打標與印刷差異一覽表
鐳雕技術介紹
郭海峰\DSC03446.JPG
目 錄
一．激光概述 二．激光打標系統概述 三．激光打標特點及產品介紹 四．激光打標與印刷差異一覽表 五．激光打標與鑽雕差異一覽表 六．激光的安全防護
一．激光概述 1>1 原理 激光加工原理: 激光加工原理: (1)利用激光器發射的高強度聚焦激光束在焦點處 (1)利用激光器發射的高強度聚焦激光束在焦點處 使材料氧化因而對其進行加工. 使材料氧化因而對其進行加工. (2)打標的效應是通過表層物質的蒸發露出深層物 (2)打標的效應是通過表層物質的蒸發露出深層物 質,或者是通過光能導致表層物質的化學物理變化 出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質, 而“刻”出痕跡,或者是通過光能燒掉部分物質, 顯出所需刻蝕的圖形,文字. 顯出所需刻蝕的圖形,文字.
A>3 激光的產生(續) 激光的產生 續 Q 開關功能介紹
電控光學開關﹐通過其開/ Q-Switch ﹕電控光學開關﹐通過其開/關可產 生脈沖式激光﹐時間很短﹐FP高達 生脈沖式激光﹐時間很短﹐FP高達 60KHZ 開狀態﹕通路狀態下激光產生﹐短時間內 開狀態﹕通路狀態下激光產生﹐ 產生較高能量 關狀態﹕ 關狀態﹕激光能量被儲存在晶棒上
打標程序信號
傳輸
y 激光 x
電路集成塊
信號放大
工作平台 改變反射鏡 的角度
Laser field
檢流計(X,Y) 檢流計(X,Y)
改變激光的方向 從 而在工作台面打出相應 的圖形(即程序控制) 的圖形(即程序控制)
三.激光打標特點及產品介紹 3>1特點 3>1特點
1.不接觸加工材料, 1.不接觸加工材料,無變形 不接觸加工材料 2.雕刻速度快 2.雕刻速度快 3.可實現微小標記,牢固永久, 3.可實現微小標記,牢固永久,清晰 可實現微小標記 4.定位准確 4.定位准確 5.所見即所得, 5.所見即所得,編輯簡單 所見即所得 6.程序控制精度高 6.程序控制精度高
1.材料加工( 切割等) 1.材料加工(打標 焊接 切割等) 材料加工 2.激光在醫療上的應用 2.激光在醫療上的應用 3.激光在軍事上的應用 3.激光在軍事上的應用 4.激光在娛樂上的應用 4.激光在娛樂上的應用 5.量測應用(測距离 血流速度等) 5.量測應用(測距离,血流速度等) 量測應用
1. 激光加工
(三).安全防護內容 1﹕避光用眼睛直視鐳射光 2﹕加警示標志 3﹕未經允許不得使用﹐只許有經驗人員操作 4﹕光束路經盡量關閉﹐以防鐳射光外泄 5﹕戴適合的防護鏡 6﹕身體避免進入光束和反射區域 7﹕工作物件旁移開不必要之反光物 8﹕加工物件旁作適光遮掩 9﹕鐳射整體盡量避免架設好人眼力度 10﹕注意鐳射加械環境之通風或排氣狀況(作業時務必佩戴口 罩) ) 11 電源供給器多為高壓,極可能造成高壓觸電
1>5 1>5激光的特點
1.單色性好 1.單色性好
2.輸出功率大, 2.輸出功率大,亮度最高 輸出功率大 3.軸向性好, 3.軸向性好,可達到十分之一度左右 軸向性好 4.脈沖時間短, 4.脈沖時間短,達10-9~10-14S 脈沖時間短 5.相幹性明顯, 5.相幹性明顯,聚焦品質佳 相幹性明顯
1>6 1>6激光的應用
電控箱 (電控部分 電控部分) 電控部分
去離子水箱 (冷卻系統 冷卻系統) 冷卻系統
導 軌 可實現連續作業) (可實現連續作業
A>2 工作原理
冷卻系統 去 離 子 水 電腦控制 (外部輸入 外部輸入) 外部輸入 信號輸入/ 信號輸入 輸出 主 機 (激光產生裝置 激光產生裝置) 激光產生裝置 激光 工作平台
新產品圖檔
轉換 編輯 AutoCAD檔 AutoCAD檔 軟盤 OK
Hl檔 (大族 檔 大族 大族) PCR檔 (創普 創普) 檔 創普 TEC (泰德) 泰德)
量試
試雕
參數調整
大小.位置.功率.速度.頻率.填充. 大小.位置.功率.速度.頻率.填充.焦距等
3>5 打標不良原因分析及改善對策
序 不良項目 號 原因分析 改善對策 1.現場教導作業員操作手法 2.加強自檢,QA抽檢,發現問題及時處 理 3.重新調整參數 4.量測方法教導 重新調整合適參數 1.來料挑選,表面髒污品單獨處理 2.不良品用布擦干凈后再雕
……
1>3激光產生條件(以固體激光器為例) 1>3激光產生條件(以固體激光器為例) 激光產生條件 1.激勵源(泵浦源) 1.激勵源(泵浦源) 激勵源 2.激光工作物質(含激活离 ,鐠 2.激光工作物質(含激活离子 如:釹N d 3+ ,鐠 激光工作物質 ,鈷 Pr 3+,Cr 3+,Ni 3+,鈷Co2+ 等) 3.諧振腔(激光器的基本元件激活物質, 3.諧振腔(激光器的基本元件激活物質,前後鏡 諧振腔 和改善激光的元件Q開關,小孔選模光闌, 和改善激光的元件Q開關,小孔選模光闌,擴束 鏡). 4.粒子數反轉(受激輻射) 4.粒子數反轉(受激輻射) 粒子數反轉
1﹑焊接 2﹑切割 3﹑打孔 4﹑雕刻 5﹑表面熱處理 6﹑化學蒸鍍
激光加工的特點
• 1﹑非接觸式加工﹐夾具或傳動設計較簡單 非接觸式加工﹐ • 2﹑可借助導光技巧﹐作管壁﹑轉角﹑復雜形狀之加工﹐ 可借助導光技巧﹐作管壁﹑轉角﹑復雜形狀之加工﹐ 可在大氣中﹑ 可在大氣中﹑真空中加工 • 3﹑可加工金屬﹑非金屬及復合材料﹐特殊硬質或軟性材 可加工金屬﹑非金屬及復合材料﹐ 料亦可加工 • 4﹑可改變材料的某些物理﹑化學性質 可改變材料的某些物理﹑ • 5﹑可作細部精密加工或大面積均勻處理 • 6﹑可少量快速加工或生產線上快速重復加工
聚 焦
激光頭
Байду номын сангаас
電控信號 電控箱
排 塵
抽風系統
A>3 激光的產生
工作原理圖: 一.工作原理圖:
擴束鏡
開關 工作物質:YAG Q開關 工作物質
X振鏡
Y振鏡 振鏡 前反鏡 泵浦源 後反鏡 聚焦透鏡組 焦平面(焦深為 焦平面 焦深為t) 焦深為
二.工作原理:
1.工作物質在泵浦源的作用下產生微弱的激光.激光在前後反鏡之間經過反復震蕩得到加強, 1.工作物質在泵浦源的作用下產生微弱的激光.激光在前後反鏡之間經過反復震蕩得到加強, 工作物質在泵浦源的作用下產生微弱的激光 加強激光束從後反鏡中透射出來. 加強激光束從後反鏡中透射出來. 2.在連續光激光器中的的光腔中加入Q開關,可以產生脈沖激光,適當調節Q 2.在連續光激光器中的的光腔中加入Q開關,可以產生脈沖激光,適當調節Q開關的開關時間間 在連續光激光器中的的光腔中加入 可以得到不同峰值功率的激光束, 隔,可以得到不同峰值功率的激光束,由於脈沖激光的峰值功率比連續激光的功率高幾十到幾 千倍,在需要用到高功率的時候就要使用Q調制技術使其產生脈沖激光. 千倍,在需要用到高功率的時候就要使用Q調制技術使其產生脈沖激光. 3.掃描振鏡是通過振動電機帶動鏡片高速振動,激光束在鏡片的反射下,改變其出射方向, 3.掃描振鏡是通過振動電機帶動鏡片高速振動,激光束在鏡片的反射下,改變其出射方向,射 掃描振鏡是通過振動電機帶動鏡片高速振動 到物體的不同部分.利用Q調制與振鏡的相互配合,就能在物體表面標記出理想的圖形來, 到物體的不同部分.利用Q調制與振鏡的相互配合,就能在物體表面標記出理想的圖形來,由於 掃描振鏡的速度非常快,在激光系統中得到廣泛應用. 掃描振鏡的速度非常快,在激光系統中得到廣泛應用.
六. 激光的安全防護
(一).危害 1.鐳射傷害 (1).眼睛(可見光和近紅外線最注意 (2).皮膚(某些特殊紫外波長有致癌作用 ) 2.化學傷害 有毒粒子或氣體 3.電氣傷害 激光電源之高壓電或高電流
(二).鐳射安全等級 I級﹕沒有危險性的激光及激光系統0.4mW以下 II級﹕低強度可見光激光系統0.4mW~1mW III級﹕中強度鐳射光及系統 IIIa﹕不致對未保護之眼睛造成傷害﹐但聚焦 后會1.0mW~5mW IIIb﹕不致產生有危險之擴散反應者 5.0mW~500mW IV級﹕高功率鐳射及系統 造成擴散反射的傷 害者500mW以上