常见光路运动型激光标刻机
2022-03-01
常见光路运动型激光标刻机有灯泵浦Nd : YAG激光标刻机、半导体泵浦Nd: YAG激光标刻机、光纤激光标刻机和CO2激光标刻机等。
灯泵浦Nd:YAG激光标刻机采用灯泵浦Nd:YAG固体激光器,其产生的激光波长为1064 nm,属于近红外光频段。灯泵浦Nd : YAG固体激光器是目前技术最成熟、应用范围最广的一种固体激光器。灯泵浦Nd : YAG激光器采用氪灯作为能量来源(激励器),Nd: YAG作为产生激光的介质(工作物质),激励器发出的特定波长的光可以促使工作物质发生能级跃迁,从而释放出激光。将释放的激光能量通过声光Q调制后,形成对材料进行加工的激光束。灯泵浦Nd:YAG激光标刻机因其价格便宜,在目前的激光标刻机市场中仍占有相当大的份额,广泛应用于电子、轴承钟表、眼镜、通信产品、电器产品、汽车配件、塑胶按键、五金工具、医疗器械等的标刻加工。
半导体泵浦Nd: YAG激光标刻机使用波长为808 nm的半导体激光二极管(侧面或端面)泵浦Nd: YAG介质,使介质产生大量的反转粒子在Q开关的作用下形成波长1064 nm的巨脉冲激光输出。与灯泵浦激光标刻机相比,半导体泵浦Nd: YAG激光标刻机具有较好的稳定性和光束模式、更优良的标刻质量、更高的电光转换效率、省电、不用换灯、无故障工作时间长等优点,在很多应用领域正逐渐取代灯泵浦Nd: YAG激光标刻机,但其价格相对较高。
光纤激光标刻机中,光纤激光器输出波长为1064nm的激光,经高速扫描振镜系统实现标刻功能。光纤激光标刻机电光转换效率高,达20%以上(灯泵浦Nd: YAG激光标刻机的电光转换效率为3%左右),整机耗电是灯泵浦固体激光标刻机的1/10左右,大大节省能耗。由于光纤激光器散热性能好,采用风冷方式冷却,不需空调和水循环系统,同时光纤可盘绕,因此整机体积小巧。输出光束质量好,可以做到基横模(TEM。o)输出,聚焦光斑直径不到20μm,发散角是半导体泵浦Nd: YAG激光器的1/4左右,特别适用于精细、精密标刻。谐振腔无光学镜片,具有免调节、免维护、可靠性高等性能。加工速度快,是传统标刻机的2~ -3倍。设备使用寿命长,适用于恶劣环境工作。光纤激光标刻机现已广泛应用于塑胶按键、塑胶按钮、充电器、手机透光按键等的标刻工作,特别适用于深度、光滑度、精细度要求较高的领域,如钟表、模具行业,及位图标刻等。
市面上的CO2激光标刻机又分为振镜扫描式和X-Y扫描式两种。振镜扫描式CO,激光标刻机的早一代产品采用玻璃管CO2激光器,目前已得到广泛应用。玻璃管CO激光标刻机的一 个很大的缺点是其激光器的寿命只有1000 h,不能很好地满足大批量的生产。振镜扫描式CO2激光标刻机采用的另一种激 光器是射频激励CO激光器,其寿命长达2万~4万小时,并且标刻速度快、线条精细。它具有良好的性能,可配套流水线在线完成标刻作业(也就是常说的飞行标刻),大大提高了生产效率,因面得到了很快的发展。
生产产家一般把X-Y扫描式CO2激光标刻机称为激光雕刻机或激光雕刻切割一体机,是CO2激光标刻机较早出现的产品。与振镜扫描式相比,其最大优势是加工幅面大(如典型加工幅面为900 mmX 600 mm,远大于最常见场镜F=160 mm时振镜式标刻机110 mm X110mm的加工幅面),标刻深度较深,同时还可用于切割加工。
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