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激光在合成树脂材料上的应用

来源:贝林激光

  发布:Nick

关键词:纳秒激光器 合成树脂材料

2018-08-11

随着激光器和激光加工技术的发展,激光在合成树脂材料上的应用越来越多,包含IT、汽车、航空航天、电子和医学等很多领域。由于社会分工日益细化及部分产品同质性越来越强,差异性越来越小,产品制造商除了制造优质的产品外,越来越注重通过加工技术获得承载自身信息和实现产品信息可追溯的需要。同时客户需要节约成本并提高制造效率,而激光在合成树脂上日益呈现出其独特的优势,因此选择激光加工工艺这种方式的也越来越多。

随着激光技术和合成树脂成型技术的不断创新,贝林激光顺应市场需求,相继推出了多脉宽、多频率、多功率的优质可靠的纳秒激光器,以满足客户需求,基于贝林激光器的实际应用经验,我们对树脂加工的原理以及激光对树脂的影响进行了简单总结。

1)树脂刻印、发色的原理

材料在接收到光能时都会发生“反射”、“吸收”和“透过”的现象,这些现象也成为激光刻印、激光加工中的核心要素。其中,最重要的是材料对光能的吸收,材料吸收光能,直接破坏材料表面物质的化学键,使被加工过的地方呈现出与其他地方不同的物理特性。

a:多层材料表层剥离

材料特点:树脂基底,油漆表层

加工特点:低平均功率,小单脉冲能量,高频率,多角度填充,高速度扫描

推荐激光器类型:高频低功率紫外脉冲激光器

此类材料的油漆表层一般比较薄,基底材料对紫外光比较敏感,所以(因此?)加工能量不宜太大,否则会损伤基底材料;多角度填充主要是保证剥离均匀、彻底。

实例:物理按键

激光在合成树脂材料上的应用

b:同质材料表层剥离

材料特点:垂直材料表面方向物理性质一致

加工特点:高频快速扫描,表层直接气化

此类材料加工的难点是控制剥离深度,剥离深度要均匀,被剥离表面颜色要均匀,这些都可以通过调整扫描速度和频率来控制。

实例:树脂表层剥离

激光在合成树脂材料上的应用

c :材料表面发色

激光通过在树脂上照射使工件本身发色。

不同的树脂材料,激光使其发色的原理也不一样,主要以下几种方式

(1)起泡型:用较低的激光能量通过分子结构的破坏引起颜色的改变和表面重构,标记部分颜色略凸起于基材表面。

(2)雕刻型:通过将局部温度升高至材料的熔点以上,使之熔化,然后重新凝固,表面将以蚀刻的形式出现。如图片1所示

(3)色彩雕刻型:激光强度相对要高,通过对表面材料的局部蒸发产生脊状沟,材料的碳化引起颜色的改变。如图片2所示

(4)色彩性:用足够短波长的激光,使材料分子链断裂从而改变颜色,也可以通过添加定量的添加剂提高标记的对比度。如图片3所示

激光在合成树脂材料上的应用

图片1

图片2

激光在合成树脂材料上的应用

图片3

激光在合成树脂材料上的应用

2)激光对树脂的影响

对材质的吸收率因波长而异,图4红外(1064),绿光(532),紫外(355)对不同树脂材质透过率的实验数据图,由此可知紫外、绿光激光对PVC、ABS、聚苯乙烯的透过率均低、吸收率均高,可进行良好的刻印。

激光在合成树脂材料上的应用

图4

作为替代印刷和传统切割的新型工艺,激光加工技术会在合成树脂的加工方面以其独特的优越性和广泛的实用性,被越来越多领域所采用。此外,合成树脂制造工艺的进步会加快激光加工的发展。贝林激光将以不断创新的精神加速满足市场需求,推动激光器加工行业的快速发展,相信在不久的将来,贝林激光也会在树脂加工等领域创造更好的业绩。