鋁合金材質憑借高強度、耐刮度、質量較輕等特點,已成為(wei) 金屬筆記本最普遍的外殼材質選擇。目前市售絕大多數的金屬輕薄電子產(chan) 品多采用5係和6係的鋁合金外殼,5係與(yu) 6係鋁合金由於(yu) 合金主要元素不同,在材料硬度、延伸率、熱處理方式等特性上也有所區別。
根據筆記本外殼不同的材質特性,外觀處理方式有拉絲(si) 、噴砂、陽極、NIL納米壓印等。在實際生產(chan) 中,外殼上進行品牌LOGO標識工藝必不可少,傳(chuan) 統工藝主要為(wei) 開字模、衝(chong) 壓凹槽、采購LOGO再粘貼的工序貼標,步驟繁瑣且工藝複雜。

圖1:常見鋁合金筆記本外形
隨著3C電子產(chan) 品市場需求的不斷增長,為(wei) 追求logo標記效率與(yu) 美觀工藝突破,越來越多新興(xing) 加工工藝湧現,其中激光高亮鐳雕工藝則是最新加工工藝的代表,節省人力物力成本的同時滿足表麵美觀大方、亮度高的要求。
激光高亮鐳雕采用高功率200W連續脈衝(chong) 激光器,高功率連續光(實際加工功率>120w)的高熱量將噴砂後凹凸不平的表麵融平,生成致密的氧化層,材料表麵平整度大大提高,反光能力增強,材料表麵呈現出鏡麵反光效果。打標前後元素成分和含量並無較大區別,且測量區域不同會(hui) 影響元素成分的微量變化,說明鋁合金高亮打標隻是材料表麵微觀結構變化,並無化學反應的產(chan) 生。

圖2:金相結構圖
如圖2,通過掃描電鏡拍的表麵形貌可看到標記前後鋁材表麵的微觀變化。鋁材表麵噴砂後,材料表麵粗糙不平,鐳雕後的高亮區域表麵平整度更高。目前市麵上常用的高亮鐳雕筆電外殼有兩(liang) 種全加工工藝製程,分別如圖3所示:
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圖3:筆電外殼的2種全加工工藝製程
製程1為(wei) 先鐳雕後陽極,製程2為(wei) 先陽極後鐳雕,由於(yu) 製程2需要先破陽再鐳雕高亮,破陽會(hui) 對產(chan) 品本身造成傷(shang) 害,因此目前行業(ye) 中均選擇製程1,采用先鐳雕後陽極的方式進行外殼LOGO處理。
全加工工藝製程中的噴砂工藝是指利用高速砂流的衝(chong) 擊作用來處理金屬表麵,包括清理和粗化金屬表麵,從(cong) 而使鋁及鋁合金零件表麵能獲得一定的清潔度和粗糙度,既可以改善零件表麵的機械性能,提高零件的抗疲勞性,又可以增加零件原生表麵和塗層之間的附著力。
噴砂常用砂子材質分為(wei) 鐵砂、陶瓷砂、鋯砂、玻璃砂等。噴砂顆粒大小分為(wei) 80目、100目、120目、150目、180目等,目是指在1英寸的單位長度內(nei) 排列的孔徑或顆粒數量,數字越大代表砂子越細,則噴砂完素材表麵更光滑細膩。

圖4:陽極工藝介紹
實驗測試噴砂120目,高亮鐳雕後表麵粗糙度約為(wei) 1.2-1.4μm;噴砂150目,高亮鐳雕後表麵粗糙度約為(wei) 0.3-0.4μm,表麵粗糙度越小,則高亮鐳雕後LOGO表麵越平整光滑。且為(wei) 了滿足工業(ye) 噴砂的良率要求,噴砂180目不能完全掩蓋材料表麵劃痕等,因此目前行業(ye) 上多選擇噴150目砂進行高亮鐳雕。
在整個(ge) 加工製程中,如圖4陽級環節一般采用H2SO4陽極氧化法,在材料表麵生成致密的陽極氧化膜,具有增加耐腐蝕性、提高硬度、表麵絕緣等作用,陽極製程中染色可染成多種顏色,如某手機的玫瑰金、粉色、藍色等等,起到裝飾作用。
陽極製程中對陽極後高亮效果影響最大的為(wei) “化拋”這一製程,化拋時間越長,陽極後板材表麵亮度越高,高亮鐳雕的LOGO亮度越低。選擇化拋時間約為(wei) 80s,化拋後板材亮度為(wei) 70左右,陽極銀色後亮度為(wei) 20即可。
化拋在高亮鐳雕中的工藝順序不同,則陽極後高亮的打標效果也不太相同:化拋的三種製程順序為(wei) :製程1,鐳雕-化拋-陽極,鐳雕後表麵粗糙度為(wei) 0.52μm,陽極後表麵亮度150-200GU。


圖5:不同透鏡標記效果及對比
製程2,化拋-鐳雕-陽極,鐳雕後表麵粗糙度為(wei) 2.64μm,陽極後表麵亮度60-80GU;製程3,化拋-鐳雕-化拋-陽極,鐳雕後表麵粗糙度為(wei) 0.46μm,陽極後表麵亮度200-300GU。
由於(yu) 采用製程3增加了一道工藝製程,且對表麵粗糙度改善不明顯,因此行業(ye) 上更多采用製程1進行LOGO處理,若需要更亮的LOGO,則可選擇製程3。
在進行筆記本表麵高亮鐳雕實際操作過程中,激光器可采用高功率200W連續脈衝(chong) 光纖激光器,根據鐳雕的LOGO或裝飾花紋的大小可選擇不同類型的振鏡:若LOGO尺寸

圖6:陽極鋁與(yu) 噴砂鋁高亮效果對比
不同焦距的透鏡直接影響聚焦光斑的大小,透鏡焦距越大,聚焦光斑越大,光斑的能量密度越小。透鏡的主要配置選擇有F=160Qmm,F=254Qmm。透鏡大小影響打標的效果和參數,透鏡越大,能量密度越小,需要打標的功率越大。從(cong) 圖5所示的透鏡鐳雕效果而言,F=254Qmm透鏡打標後表麵更為(wei) 平整,但由於(yu) 254透鏡打出亮度較低,且使用功率較大,不建議選擇大透鏡。
采用200W脈衝(chong) 連續光纖激光器,高功率的激光能量將鋁合金材料表麵融平。該激光器可輸出連續光或脈衝(chong) 光,因此可分別對噴砂鋁和陽極鋁進行高亮處理,噴砂鋁直接用連續光進行高亮鐳雕,陽極鋁則需要先用脈衝(chong) 光對陽極層進行破陽,再用連續光進行高亮鐳雕。加工後高亮效果對比如圖6所示。
目前高亮鐳雕工藝已開始應用在筆記本外殼LOGO製作上,其高亮度、無手感、低調奢華的質感已贏得用戶的喜愛。不僅(jin) 為(wei) 3C行業(ye) ,凡是鋁製產(chan) 品的表麵均可使用高亮鐳雕來代替傳(chuan) 統的LOGO製程,比如電子煙行業(ye) 等等。激光工藝與(yu) 傳(chuan) 統貼合工藝相比,激光標記的高精度特性,更適用於(yu) 複雜圖形的加工,支持所有格式的矢量圖,更容易完成彎角、邊緣等位置的標記。
激光高亮鐳雕工藝憑借其加工高效率與(yu) 高精度,顯著優(you) 化筆電生產(chan) 過程中的工藝製程,使用成本降低30%。在越來越多行業(ye) 不斷推陳出新的大環境下,高亮鐳雕的應用也遠不止此,華工激光也致力於(yu) 將激光標記工藝運用到更廣闊的應用場景中。
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