1. Problemă: Stropi de zgură
Mașina de marcat cu laser (aparat de marcat cu laser) este o mașină care aplică un fascicul laser pe suprafața unei varietăți de substanțe diferite, pe un marcaj permanent. Efectul marcajului este de a dezvălui materialul în profunzime prin evaporarea materialului de suprafață, astfel încât să se graveze modele fine, mărci comerciale și text. Mașinile de marcat cu laser sunt împărțite în principal în mașini de marcat cu laser CO2, mașini de marcat cu laser semiconductor, mașini de marcat cu laser cu fibră și mașini de marcat cu laser YAG. Mașina de marcat cu laser este utilizată în principal pentru anumite cerințe de precizie mai mare și mai fină. Este utilizată în componente electronice, circuite integrate (IC), aparate electrice, comunicații telefonice mobile, produse hardware, accesorii pentru scule, instrumente de precizie, ochelari și ceasuri, bijuterii, piese auto, chei din plastic, materiale de construcție, țevi din PVC.
Acest articol vă oferă o înțelegere rapidă a mașinii de marcat cu laser cu fibră MOPA
1. Diferența dintre modulația Q și tehnologia MOPA în laserele cu fibră
Cele două tipuri principale de lasere cu fibră pulsată disponibile în prezent pe piață pentru aplicații de marcare cu laser sunt tehnologia cu modulație Q și tehnologia MOPA, care este o structură laser constând dintr-un oscilator laser conectat în cascadă cu un amplificator. În industrie, laserul MOPA se referă la un laser cu fibră pulsată unic, mai „inteligent”, de nanosecunde, constând dintr-o sursă de inimă laser semiconductoare acționată de un impuls electric și un amplificator cu fibră. „Inteligența” sa se reflectă în principal în faptul că lățimea impulsului de ieșire este reglabilă independent (intervalul poate fi de până la 2ns-500ns), iar frecvența de repetiție poate fi de până la megaherți. Structura sursei de inimă laser cu fibră modulată Q este introdusă în modulatorul de pierderi al cavității de oscilație a fibrei, prin modularea periodică a pierderilor optice din cavitatea rezonantă pentru a produce o anumită lățime a impulsului de ieșire a luminii pulsate de nanosecunde. Pentru această problemă adesea îngrijorătoare, vom face o scurtă analiză din trei aspecte: structura internă a laserului, parametrii optici de ieșire și scenariile de aplicare.
2. Structura internă a laserului
Structura internă a laserelor cu fibră MOPA și a laserelor cu fibră cu modulație Q diferă în principal prin modul de generare a semnalului luminos de tip puls, care este generat de impulsul electric care acționează cipul laser semiconductor, adică semnalul luminos de ieșire este modulat de semnalul electric de acționare, astfel încât există o mare flexibilitate pentru generarea diferiților parametri ai impulsului (durata impulsului, frecvența de repetiție, forma de undă și puterea impulsului etc.). Semnalul optic de tip puls al laserului cu fibră cu modulație Q este generat prin creșterea sau scăderea periodică a pierderii optice în cavitatea rezonantă pentru a produce o ieșire optică pulsată, care are o structură simplă și un preț mai avantajos. Cu toate acestea, parametrii impulsului sunt oarecum limitați de dispozitivele cu modulație Q și de alte influențe.
Principiul structurii interne a laserului cu fibră MOPA și a laserului cu fibră cu modulație Q este prezentat schematic după cum urmează.
3. Parametri optici de ieșire
Lățimea impulsului de ieșire al laserului cu fibră MOPA este reglabilă independent. Lățimea impulsului laserului cu fibră MOPA are o reglabilitate arbitrară (interval de la 2ns la 500 ns).
Cu cât lățimea impulsului este mai îngustă, cu atât zona afectată termic este mai mică și cu atât precizia de procesare poate fi obținută mai mare.
Lățimea impulsului de ieșire al laserului cu fibră modulat cu modulație Q nu este reglabilă, iar lățimea impulsului este în general emisă la o valoare fixă de 80 ns până la 140 ns. Laserul cu fibră MOPA are o gamă mai largă de frecvențe de repetiție. Laserele MOPA pot atinge o frecvență de ieșire de înaltă frecvență de MHz. Frecvența de repetiție ridicată înseamnă o eficiență ridicată a procesării, iar MOPA poate menține caracteristici de putere de vârf ridicate în condiții de frecvență de repetiție ridicată. Laserele cu fibră modulate cu modulație Q sunt limitate de condițiile de funcționare ale comutatorului Q și au o gamă îngustă de frecvență de ieșire, atingând doar ~100 kHz la frecvențe înalte.
4. Scenarii de aplicare
Laserul cu fibră MOPA are o gamă largă de parametri, așa că, pe lângă faptul că acoperă aplicațiile convenționale de procesare cu laser de nanosecunde, poate profita și de lățimea unică îngustă a impulsului, frecvența ridicată de reîncărcare și puterea mare de vârf pentru a realiza aplicații unice de procesare de precizie. De exemplu.
Aplicații de decapare a suprafețelor din foi subțiri de oxid de aluminiu
În prezent, produsele electronice tot mai subțiri și mai ușoare, precum multe telefoane mobile, tablete și computere, utilizează oxid de aluminiu subțire ca înveliș al produsului. Utilizarea laserului cu modulație Q în placa subțire de aluminiu pentru marcarea cu lamă conductivă duce la deformarea ușoară a materialului, iar partea din spate a ambalajului convex afectează direct aspectul estetic. Iar utilizarea laserului MOPA cu parametri de lățime a impulsurilor mai mici poate face ca materialul să nu se deformeze ușor, iar rezultatul final este, de asemenea, un alb strălucitor mai delicat. Acest lucru se datorează faptului că laserul MOPA utilizează parametri de lățime a impulsurilor mici, ceea ce face ca laserul să rămână în material pentru un timp mai scurt, dar are și o energie suficient de mare pentru a îndepărta stratul anodic, așa că pentru prelucrarea dezizolării suprafeței anodice subțiri a oxidului de aluminiu, laserul MOPA este o alegere mai bună.
Aplicație de înnegrire a aluminiului anodizat
Utilizarea laserului pentru marcarea logo-ului negru, a numărului de model, a textului etc. pe suprafața materialului din aluminiu anodizat a fost treptat utilizată pe scară largă de Apple, Huawei, ZTE, Lenovo, Meizu și alți producători de electronice în ultimii doi ani pentru marcarea logo-ului, a numărului de model etc. cu marcaje negre pe carcasa produselor electronice. Pentru acest tip de aplicație, doar laserul MOPA îl poate procesa în prezent. Deoarece laserul MOPA are o gamă largă de ajustare a lățimii impulsurilor și a frecvenței impulsurilor, utilizarea unor lățimi înguste ale impulsurilor și a unor parametri de înaltă frecvență poate fi marcată pe suprafața materialului cu efect negru, iar prin diferite combinații de parametri se pot marca și diferite efecte de tonuri de gri.
Marcare laser color
Marcarea cu laser color este un nou tip de proces de marcare cu laser. În prezent, această tehnologie este temporar utilizată doar pentru marcarea cu laser MOPA pe oțel inoxidabil, crom, titan și alte materiale metalice cu modele colorate. Atunci când se aplică culori pe materiale din oțel inoxidabil, fasciculul laser poate fi ajustat pentru a schimba culoarea stratului de suprafață al materialului, astfel încât să se obțină un efect decorativ de diferite culori. Pentru industria produselor din oțel inoxidabil, puteți adăuga culoarea modelului de marcare, puteți edita o varietate de modele de text după cum doriți, convenabil și ușor de utilizat: protecția mediului și nepoluarea; viteza de marcare poate spori semnificativ valoarea adăugată a produselor din oțel inoxidabil, sporind competitivitatea pieței produselor din oțel inoxidabil. Adăugând valoare adăugată produsului.
În general, lățimea și frecvența impulsurilor laserului cu fibră MOPA sunt reglabile independent și au o gamă largă de parametri reglabili, astfel încât prelucrarea fină, efect termic redus, marcarea pe plăci subțiri de oxid de aluminiu, aluminiu anodizat negru, culoare oțel inoxidabil etc., are avantaje remarcabile, putând obține efectul laserului cu fibră Q care nu poate fi atins. Laserul cu fibră modulată Q se caracterizează printr-o marcare mai puternică și are anumite avantaje în prelucrarea gravurii profunde a metalelor, dar efectul de marcare este mai dur. În aplicațiile comune de marcare, principalele caracteristici ale laserelor cu fibră pulsată MOPA în comparație cu laserele cu fibră modulată Q sunt prezentate în tabelul de mai jos. Utilizatorii pot alege laserul potrivit în funcție de nevoile reale ale materialelor și efectelor de marcare.
| Numele aplicației | Lasere cu modulație Q | Lasere MOPA |
| Decaparea suprafeței foii de oxid de aluminiu | Substratul se deformează ușor, formând pungi convexe și linii de fund rugoase | Lățime mică a impulsurilor, reziduuri termice mici, fără deformare a substratului, model de bază fin și alb strălucitor |
| Înnegrirea aluminiului anodizat | Este posibilă doar o cantitate limitată de praf de calitate | Printr-o gamă largă de setări de parametri, puteți marca diferite nuanțe de gri și negru în timpul procesării negre. |
| Gravură adâncă pe metal | Puternic, potrivit pentru sculptură adâncă, tăiere superficială brută | Adâncime slabă de gravare, dar subliniere fină, conicitate mică, poate realiza un tratament alb strălucitor |
| Culoare oțel inoxidabil | Trebuie să fie neclar, efectul este mai dificil de ajustat | Poate reda o varietate de culori prin ajustarea combinației de lățime a impulsului și frecvență |
| Prelucrarea ABS și a altor materiale plastice | Efect ușor de îngălbenire, senzație de greutate, rapid | Fără senzație, nu se îngălbenește ușor, procesare fină |
| Îndepărtarea vopselei de pe cheile din plastic translucid | Mai greu de îndepărtat | Ușor de îndepărtat, contur clar al marginii, transmisie mai bună a luminii, eficiență ridicată |
| Marcarea plăcii PCB cu coduri de bare, cod 2D | Energie mare la un singur impuls, dar rășina epoxidică este sensibilă la energia laserului | Adoptă o lățime mică a impulsurilor, o frecvență medie, un cod de bare, un cod 2D mai clar, nu este ușor de îndepărtat și de scanat. |
5. Caracteristici de performanță ale mașinii de marcat cu laser MOPA
Mașina de marcat cu laser MOPA aparține categoriei de mașini de marcat cu laser. Mașina de marcat cu laser MOPA utilizează un laser semiconductor modulat electric direct ca schemă de sursă de semințe (MOPA) a laserului cu fibră. Comparativ cu laserul cu fibră modulat cu Q, frecvența impulsurilor laserului cu fibră MOPA și lățimea impulsurilor sunt controlabile independent, prin intermediul a doi parametri laser care pot fi ajustați. Sistemul oscilator de scanare de mare viteză permite o putere de ieșire constantă și ridicată și o gamă mai largă de substraturi care pot fi marcate. Cu fascicul laser de înaltă calitate, costuri reduse de utilizare, fără întreținere timp de 100.000 de ore, potrivită pentru negru de oxid de aluminiu, culoare oțel inoxidabil 304, anod de dezizolare, acoperire de dezizolare, industria semiconductorilor și electronicii, marcarea materialelor plastice și a altor materiale sensibile și industria țevilor din plastic PVC, marcarea fontului modelului respectă standardele ROHS.
Comparativ cu mașina de marcat cu laser generală, lățimea impulsului pentru mașina de marcat cu laser MOPA (M1) este de 4-200ns, iar cea pentru M6 de 2-200ns. Lățimea impulsului pentru mașina de marcat cu laser obișnuită este de 118-126ns, deci puteți observa că lățimea impulsului pentru mașina de marcat cu laser MOPA poate fi ajustată într-un interval mai larg. Astfel, puteți înțelege de ce unele mașini de marcat cu laser cu fibră obișnuite nu pot obține același efect, dar mașina de marcat cu laser MOPA o poate face.
Cu toate acestea, mulți clienți achiziționează mașini de marcat cu laser MOPA așteptând aceeași viteză de procesare ca mașinile obișnuite de marcat cu laser cu fibră, dar evident că nu este cazul. Cele două tehnologii sunt diferite. Atunci când se gravează efecte de culoare, mașina trebuie să marcheze cu efecte de umbră minime la frecvențe înalte, ceea ce permite gravarea de înaltă rezoluție, dar în același timp viteza de gravare este relativ mult mai lentă. În plus, în gravarea în adâncime a metalului, mașina de marcat cu laser MOPA poate să nu aibă avantajul, deoarece nu există avantajul energiei unui singur impuls, dar efectul este delicat în ceea ce privește și mai bun decât mașinile generale de marcat cu laser la scară largă. Prin urmare, înainte ca clienții să aleagă să cumpere o mașină de marcat cu laser MOPA, trebuie să înțeleagă avantajele și dezavantajele acestui tip de mașină de marcat cu laser.
Mașina de marcat cu laser MOPA este potrivită pentru procesul de marcare fină a materialelor metalice și nemetalice, cum ar fi piese de produse digitale gravate cu laser pe negru, huse de telefon mobil, iPad, aluminiu negru, taste de telefon mobil, taste translucide din plastic, componente electronice, circuite integrate (IC), aparate electrice, produse de comunicații, articole sanitare pentru baie, accesorii pentru scule, scule de tăiere, ochelari și ceasuri, bijuterii, piese auto, bagaje și genți, vase de gătit, produse din oțel inoxidabil și alte industrii.
Compania Maven Laser Automation se concentrează pe industria laser de 14 ani, fiind specializată în marcarea cu laser, avem mașini de marcat cu laser cu fibră, mașini de marcat cu laser CO2, mașini de marcat cu laser UV, în plus, avem și mașini de sudură cu laser, mașini de tăiat cu laser și mașini de curățare cu laser. Dacă sunteți interesați de mașinile noastre, ne puteți urmări și nu ezitați să ne contactați.
Data publicării: 15 noiembrie 2022
