1999年,Ann Marie Carey在铌碗上進行了激光彩色打標的初步嚐試,使金屬工藝品和珠寶的激光彩色打標變得切實可行。此後,激光彩色打標的應用範圍不斷擴大,也成為(wei) 增加產(chan) 品附加值的一種新型工藝手段。
在彩色不鏽鋼層出不窮地應用於(yu) 建築、汽車、工藝美術等領域的今天,激光彩色打標為(wei) 人們(men) 提供了一種全新、高效的解決(jue) 方案。化學著色、電化學著色等傳(chuan) 統製備彩色不鏽鋼的方法能耗高、汙染大、難於(yu) 實現精細著色,相比之下,激光打標綠色、高效、柔性高、可永久保留,不鏽鋼激光彩色打標具有獨到的優(you) 勢。
不鏽鋼顯色原理
不鏽鋼材質在激光熱源的作用下,表麵生成有色氧化物,或是生成一層無色透明的氧化膜,由於(yu) 光的薄膜幹涉效應而呈現各種顏色,這是不鏽鋼彩色打標的基本原理。不鏽鋼中的金屬元素氧化後的產(chan) 物本身也會(hui) 呈現顏色。
氧化物顏色
不鏽鋼中的金屬元素氧化後的產(chan) 物本身會(hui) 呈現顏色。下表為(wei) 不鏽鋼表層經激光作用氧化後幾種主要氧化物的顏色。
氧化物 | Fe304 | Fe203 | Fe0 | Cr203 | Cr03 | Mn0 | Mn02 |
顏色 | 黑色 | 紅棕色 | 黑色 | 綠色 | 暗紅色 | 綠色 | 黑褐色 |
氧化薄膜幹涉
在合適的激光能量作用下,不鏽鋼表麵會(hui) 形成一層無色透明的氧化物薄膜,這層薄膜會(hui) 產(chan) 生光幹涉現象。
如上圖所示,光線1的反射光線1’與(yu) 光線2折射後的反射光2’重合,形成幹涉光束。而白光是由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色組成的複合光,當發生光幹涉現象後,某一種顏色的光波振動加強,氧化膜就呈現出該顏色的光。
加工參數
功率是能夠影響激光單脈衝(chong) 輸出最主要最直觀的控製變量,經過測試後發現,在不鏽鋼打彩時,頻率在和脈寬進行“較量”,頻率這一參數對色彩變化的影響更為(wei) 豐(feng) 富些。
功率由小增大,在不鏽鋼上表現出來的顏色呈現出很規則的變化特征:黃色,紅色,藍色,綠色直至綠色慢慢變深。
隨著頻率功率的變化,色彩變化呈現出一定的規律。這種規律在改變填充間距時,也一樣適用。至此可以看到,填充的變化對應顏色的改變作用顯得較小,而更多的色彩變化是由頻率及功率所帶來的作用。
MOPA激光器優(you) 勢則在於(yu) 它的脈寬和頻率為(wei) 獨立可調,調整其中一項並不會(hui) 影響其他激光參數,這是Q-switch結構激光器所不具備,因而MOPA激光器更適合用來完成激光打彩加工。
特別推介
華工激光推出精細係列光纖激光打標機,采用先進的MOPA激光器,脈寬、頻率單獨可調,能實現更好的不鏽鋼打彩效果,廣泛應用於(yu) 3C、汽車、醫療、家用電器、機械五金等行業(ye) 。
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