1. Problema: Salpicaduras de escoria
Unha máquina de marcado láser (máquina de marcado láser) é un raio láser aplicado sobre a superficie dunha variedade de substancias diferentes nunha marca permanente. O efecto da marcaxe é revelar o material profundo mediante a evaporación do material da superficie, para gravar patróns finos, marcas comerciais e texto. As máquinas de marcado láser divídense principalmente en máquinas de marcado láser de CO2, máquinas de marcado láser de semicondutores, máquinas de marcado láser de fibra e máquinas de marcado láser YAG. As máquinas de marcado láser úsanse principalmente nalgúns requisitos para ocasións máis finas e de maior precisión. Úsanse en compoñentes electrónicos, circuítos integrados (CI), electrodomésticos, comunicacións por teléfono móbil, produtos de hardware, accesorios para ferramentas, instrumentos de precisión, lentes e reloxos, xoias, pezas de automóbiles, chaves de plástico, materiais de construción e tubos de PVC.
Este artigo lévache a unha comprensión rápida da máquina de marcado láser de fibra MOPA
1. A diferenza entre a modulación Q e a tecnoloxía MOPA nos láseres de fibra
Os dous tipos principais de láseres de fibra pulsada que se comercializan actualmente para aplicacións de marcado láser son a tecnoloxía de modulación Q e a tecnoloxía MOPA, que é unha estrutura láser que consiste nun oscilador láser en cascada cun amplificador. Na industria, o láser MOPA refírese a un láser de fibra pulsada de nanosegundos único e máis "intelixente" que consiste nunha fonte de semente de láser semiconductor impulsada por un pulso eléctrico e un amplificador de fibra. A súa "intelixencia" reflíctese principalmente no ancho de pulso de saída que é axustable independentemente (o rango pode ser de ata 2ns-500ns) e a frecuencia de repetición pode ser de ata megahercios. A estrutura da fonte de semente de láser de fibra modulada por Q insírese no modulador de perda da cavidade de oscilación da fibra, modulando periodicamente a perda óptica na cavidade resonante para producir un determinado ancho de pulso de saída de luz de pulso de nanosegundos. Para este problema, a miúdo preocupante, faremos unha breve análise desde tres aspectos: a estrutura interna do láser, os parámetros ópticos de saída e os escenarios de aplicación.
2. Estrutura interna do láser
A estrutura interna dos láseres de fibra MOPA e dos láseres de fibra con modulación Q difire principalmente na forma de xerar o sinal de luz de semente de pulso, que se xera mediante o pulso eléctrico que impulsa o chip láser semicondutor, é dicir, o sinal de luz de saída é modulado polo sinal eléctrico de impulsión, polo que existe unha gran flexibilidade para xerar diferentes parámetros de pulso (ancho de pulso, frecuencia de repetición, forma de onda e potencia do pulso, etc.). O sinal óptico de semente de pulso do láser de fibra con modulación Q xérase aumentando ou diminuíndo periodicamente a perda óptica na cavidade resonante para producir unha saída óptica de pulso, que ten unha estrutura sinxela e un prezo máis vantaxoso. Non obstante, os parámetros de pulso están algo limitados polos dispositivos con modulación Q e outras influencias.
O principio da estrutura interna do láser de fibra MOPA e do láser de fibra con modulación Q móstrase esquematicamente do seguinte xeito.
3. Parámetros ópticos de saída
O ancho de pulso de saída do láser de fibra MOPA é axustable independentemente. O ancho de pulso do láser de fibra MOPA ten unha sintonización arbitraria (rango de 2 ns a 500 ns).
Canto máis estreito sexa o ancho do pulso, menor será a área afectada pola calor e maior será a precisión do procesamento.
O ancho do pulso de saída do láser de fibra modulado por Q non é axustable e o ancho do pulso xeralmente emítese a un valor fixo de 80 ns a 140 ns. O láser de fibra MOPA ten unha gama máis ampla de frecuencias de repetición. Os láseres MOPA poden alcanzar unha saída de alta frecuencia de MHz. Unha alta frecuencia de repetición significa unha alta eficiencia de procesamento e o MOPA pode manter unhas características de potencia máxima elevadas en condicións de alta frecuencia de repetición. Os láseres de fibra modulados por Q están limitados polas condicións de funcionamento do interruptor Q e teñen un rango de frecuencia de saída estreito, alcanzando só ~100 kHz a altas frecuencias.
4. Escenarios de aplicación
O láser de fibra MOPA ten unha ampla gama de parámetros, polo que ademais de cubrir as aplicacións convencionais de procesamento láser de nanosegundos, tamén pode aproveitar a súa estreita anchura de pulso única, a alta refrecuencia e a alta potencia máxima para lograr algunhas aplicacións de procesamento de precisión únicas. Por exemplo.
Aplicacións de decapado superficial de láminas finas de óxido de aluminio
Agora, os produtos electrónicos máis delgados e lixeiros, como moitos teléfonos móbiles, tabletas e ordenadores, empregan óxido de aluminio fino como carcasa do produto. O uso de láser modulado por Q na fina placa de aluminio marca a broca condutora, provocando facilmente a deformación do material, e a parte traseira do paquete convexo afecta directamente á súa beleza. E o uso de láser MOPA con parámetros de ancho de pulso máis pequenos pode facer que o material non se deforme facilmente e que o resultado final sexa un branco brillante máis delicado. Isto débese a que o láser MOPA utiliza parámetros de ancho de pulso pequenos que poden facer que o láser permaneza no material durante un tempo máis curto, pero tamén ten unha enerxía suficientemente alta para eliminar a capa ánoda, polo que para o procesamento de ánodos de pelado de superficies finas de óxido de aluminio, o láser MOPA é unha mellor opción.
Aplicación de ennegrecemento de aluminio anodizado
Usando láser para marcar logotipos negros, números de modelo, texto, etc. na superficie de material de aluminio anodizado, esta aplicación foi empregada amplamente por Apple, Huawei, ZTE, Lenovo, Meizu e outros fabricantes de electrónica nos últimos dous anos para marcar o logotipo, o número de modelo, etc. con marcas negras na carcasa de produtos electrónicos. Para este tipo de aplicación, só o láser MOPA pode procesala na actualidade. Dado que o láser MOPA ten unha ampla gama de axuste de ancho de pulso e frecuencia de pulso, o uso de ancho de pulso estreito e parámetros de alta frecuencia poden marcarse na superficie do material con efecto negro, e mediante diferentes combinacións de parámetros tamén se poden marcar con diferentes efectos de escala de grises.
Marcado láser a cor
A marcaxe láser en cor é un novo tipo de proceso de marcaxe láser. Na actualidade, esta tecnoloxía só se utiliza temporalmente para a marcaxe láser MOPA en aceiro inoxidable, cromo, titanio e outros materiais metálicos con patróns de cor. Ao reproducir a cor en materiais de aceiro inoxidable, o raio láser pódese axustar para cambiar a cor da capa superficial do material, para obter o efecto decorativo de diferentes cores. Para a industria de produtos de aceiro inoxidable, pódese engadir a cor do patrón de marcaxe e editar unha variedade de patróns de texto como se desexe. Conveniente e doado de operar: protección ambiental e non contaminación; velocidade de marcaxe, pode mellorar significativamente o valor engadido dos produtos de aceiro inoxidable e mellorar a competitividade do mercado de produtos de aceiro inoxidable. Engadindo valor engadido ao produto.
En xeral, o ancho e a frecuencia do pulso do láser de fibra MOPA son axustables independentemente e teñen unha ampla gama de parámetros axustables, polo que o procesamento é fino e de baixo efecto térmico. En placas finas de marcado con óxido de aluminio, aluminio anodizado negro, cor de aceiro inoxidable, etc., as vantaxes excepcionais permiten conseguir o efecto do láser de fibra Q. O láser de fibra con modulación Q caracterízase por unha marcaxe máis forte e ten certas vantaxes no procesamento de gravado profundo de metais, pero o efecto de marcaxe é máis rugoso. Nas aplicacións de marcaxe comúns, as principais características dos láseres de fibra pulsada MOPA en comparación cos láseres de fibra con modulación Q móstranse na táboa seguinte. Os usuarios poden escoller o láser axeitado segundo as necesidades reais dos materiais e efectos de marcaxe.
| Nome da aplicación | láseres con modulación Q | Láseres MOPA |
| Decapado superficial de láminas de óxido de aluminio | O substrato defórmase facilmente, formando bolsas convexas e liñas de fondo rugosas | Ancho de pulso pequeno, residuo térmico pequeno, sen deformación do substrato, patrón de base branco fino e brillante |
| Ennegrecemento de aluminio anodizado | Só é posible unha cantidade limitada de po de calidade | Mediante unha ampla gama de configuracións de parámetros, podes marcar diferentes tons de gris e negro no procesamento de negro. |
| Gravado profundo en metal | Potente, axeitado para tallado profundo, recorte áspero | Profundidade de gravado débil, pero subliñado fino, pequena conicidade, pode facer un tratamento branco brillante |
| Cor de aceiro inoxidable | Necesita estar desenfocado, o efecto é máis difícil de axustar | Pode reproducir unha variedade de cores axustando a combinación de ancho de pulso e frecuencia |
| ABS e outros procesamentos de plástico | Efecto amarelado fácil, sensación pesada, rápido | Sen sensación, non é doado de amarelar, procesamento fino |
| Decapado de chaves de plástico translúcido | Máis difícil de eliminar | Fácil de eliminar, contorno de bordo claro e limpo, mellor transmisión da luz, alta eficiencia |
| Código de barras para marcaxe de placas PCB, código 2D | Alta enerxía de pulso único, pero a resina epoxi é sensible á enerxía láser | Adopta un ancho de pulso pequeno, frecuencia media, código de barras, código 2D máis claro, non é doado de eliminar e doado de dixitalizar |
5. Características de rendemento da máquina de marcado láser MOPA
A máquina de marcado láser MOPA pertence á categoría de máquinas de marcado láser. A máquina de marcado láser MOPA utiliza un láser semicondutor modulado electricamente directo como esquema de fonte de semente (MOPA) do láser de fibra. En comparación co láser de fibra modulado por Q, a frecuencia e o ancho do pulso do láser de fibra MOPA pódense controlar independentemente mediante dous parámetros láser que se axustan. O sistema de oscilador de dixitalización de alta velocidade permite unha saída de potencia máxima constante e unha gama máis ampla de substratos para marcar. Cun feixe láser de alta calidade, baixo custo de uso, 100.000 horas de mantemento, axeitado para negro de óxido de aluminio, cor de aceiro inoxidable 304, ánodo de decapado, revestimento de decapado, industria de semicondutores e electrónica, marcado de plásticos e outros materiais sensibles e industria de tubos de plástico PVC, marcando a fonte do patrón de protección ambiental de acordo cos estándares ROHS.
En comparación coa máquina de marcado láser xeral, a máquina de marcado láser MOPA ten un ancho de pulso M1 de 4-200 ns e o M6 de 2-200 ns. O ancho de pulso da máquina de marcado láser ordinaria é de 118-126 ns, polo que se pode ver que o ancho de pulso da máquina de marcado láser MOPA pódese axustar nun rango máis amplo, o que permite comprender por que algúns produtos de máquinas de marcado láser de fibra ordinarias non poden acadar o efecto desexado, pero a máquina de marcado láser MOPA si o pode facer.
Non obstante, moitos clientes compran máquinas de marcado láser MOPA esperando a mesma velocidade de procesamento que as máquinas de marcado láser de fibra ordinarias, pero obviamente non é así. As dúas tecnoloxías son diferentes. Ao gravar efectos de cor, a máquina necesita marcar con efectos de sombra mínimos a altas frecuencias, o que permite gravados de alta resolución, pero ao mesmo tempo a velocidade de gravado é relativamente moito máis lenta. Ademais, no gravado en profundidade de metal, a máquina de marcado láser MOPA pode non ter a vantaxe, porque non hai vantaxe na enerxía dun só pulso, pero o efecto é delicado en termos e mellor que a máquina de marcado láser xeral a grande escala. Polo tanto, antes de que os clientes decidan comprar unha máquina de marcado láser MOPA, deben comprender as vantaxes e desvantaxes deste tipo de máquina de marcado láser.
A máquina de marcado láser MOPA é axeitada para o proceso de marcado fino de materiais metálicos e non metálicos, como pezas de produtos dixitais gravadas con láser en negro, cubertas traseiras de teléfonos móbiles, iPad, aluminio negro, chaves de teléfonos móbiles, chaves translúcidas de plástico, compoñentes electrónicos, circuítos integrados (CI), electrodomésticos, produtos de comunicación, artigos sanitarios de baño, accesorios para ferramentas, ferramentas de corte, lentes e reloxos, xoias, pezas de automóbiles, equipaxes e bolsas, utensilios de cociña, produtos de aceiro inoxidable e outras industrias.
Maven Laser Automation Company leva 14 anos centrándose na industria do láser, estamos especializados en marcado por láser, temos máquina de marcado por láser de fibra, máquina de marcado por láser de CO2, máquina de marcado por láser UV, ademais, tamén temos máquina de soldadura por láser, máquina de corte por láser e máquina de limpeza por láser, se estás interesado nas nosas máquinas, podes seguirnos e non dubides en contactar connosco.
Data de publicación: 15 de novembro de 2022
