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Nel campo dell'elaborazione laser, L'incisione e l'incisione sono due tecnologie fondamentali che sono spesso usate per il trattamento superficiale dei materiali come i metalli, come il vetro, e la plastica. Sebbene entrambi si affidino all'alta energia del raggio laser per ottenere modifiche del materiale, ci sono differenze significative nei loro principi di lavoro, profondità di elaborazione, effetti superficiali e scenari di applicazione. Questo articolo analizzerà sistematicamente le differenze fondamentali tra le due dalle dimensioni dei principi tecnici, le caratteristiche di elaborazione, l'adattabilità del materiale e le applicazioni tipiche.

Che cos'è l'attacco laser?

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'attacco laser?

Vantaggi

alta precisione e risoluzione a livello di micron

L'incisione laser può ottenere un'accuratezza della larghezza della linea di 10 ~ 50 μm e può contrassegnare i codici micro QR o scale di pre-scale

manutenzione dell'integrità della superficie

Viene causata solo una modifica poco profonda (ossidazione fusa) di <0,1 mm, e le proprietà meccaniche del materiale del substrato sono quasi inalterate, che sono adatte per scenari sensibili alla resistenza strutturale, come parti in lega di alluminio aerospaziale.

Elaborazione non contatto

Nessun problema di usura degli strumenti, l'elaborazione priva di deformazioni è possibile ottenere per materiali flessibili (come i circuiti di silicone e film sottili) e il tasso di snervamento può raggiungere oltre il 99,5%.

capacità di elaborazione ad alta velocità

Laser ultrafast con una frequenza di impulso di 100 ~ 500 kHz può completare la marcatura ad alto contrasto su acciaio footless Superfici a una velocità di 2000 mm/s, e la produzione di efficienza è significativa Stampa.

Adattabilità del materiale ampio

Regolando la lunghezza d'onda (come vetro di elaborazione laser UV a 355 nm) e possono essere elaborati parametri di impulso, metalli, ceramiche, materie plastiche e persino materiali biocompatibili (come sbirciatina).

svantaggi

Limitazione di profondità

La profondità massima di incisione è generalmente ≤0,3 mm , che non può soddisfare le esigenze di sollievo profondo o scanalature funzionali (come l'elaborazione dell'anello di tenuta).

Il contrasto dipende dai materiali

su materiali non ossidanti (come l'oro puro), il contrasto di marcatura può essere inferiore al 15% perché non è possibile formare lo strato di ossido che sviluppa il colore

Zona affetta da calore (HAZ) Rischio

Nonostante il basso input di calore, può verificarsi una deformazione microscopica di 5 ~ 10 μm durante la lavorazione di parti a parete sottile (come fogli di acciaio inossidabile di spessore 0,2 mm).

sfide di materiali ad alta riflessione

Per metalli altamente riflettenti come rame e alluminio , sono richiesti un sistema di messa a fuoco dinamico galvanometro e un rivestimento antiriflette ; larghezza = "900" altezza = "600">

Cos'è l'incisione del laser?

L'incisione laser è una tecnologia di elaborazione senza contatto basata sulla tecnologia CNC e sull'energia laser. Utilizza un raggio laser ad alta densità di energia per sciogliere o vaporizzare istantaneamente la superficie di un materiale, formando così un segno permanente, un modello o una struttura tridimensionale. Il suo principio fondamentale è utilizzare l'interazione tra laser e materiale per ottenere una elaborazione profonda rimuovendo fisicamente il materiale.

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dell'incisione laser?

Analisi del Vantaggi e svantaggi dell'incisione laser

Vantaggi

Alta controllabilità della profondità

L'incisione del laser può ottenere una profondità di incisione di 0,1 ~ 8 mm (a seconda del materiale e del potere laser) e può elaborare agevolazioni tre-immersioni e groove di funzionalità (come guarnizioni di sepoli. scanalature), soddisfazione dei requisiti di profondità di livello industriale.

compatibilità materiale ampia

Applicabile a metalli (acciaio, titanio), non metalli (legno, acrilico, vetro) e materiali compositi (materiali rinforzati in fibra di carbonio), in particolare per la trasformazione della consistenza della consistenza dei materiali organici (pelle, legno).

alta efficienza di elaborazione

Usando laser continui ad alta potenza (come i laser CO₂ 100 ~ 500 W), la velocità di incisione può raggiungere 3000 mm/s, che è adatto per la produzione di massa (come l'incisione di massa dei segni).

Effetto tattile significativo

La vaporizzazione del materiale costituisce una depressione chiara con un tocco chiaro, che è adatto a scene che richiedono il riconoscimento tattile come i loghi braille e i codici anti-banco.

Nessun consumo e protezione ambientale

Processo di ablazione fisica puro, non viene generato alcun liquido per rifiuti chimici e rispetta gli standard di protezione ambientale ROHS.

svantaggi

Zona ad affetto da calore (HAZ)

L'ablazione ad alta temperatura porterà alla diffusione del calore, che può causare una deformazione del substrato di 0,1 ~ 0,3 mm su materiali a piastra sottile (come la piastra di alluminio 0,5 mm).

Limitazioni materiali

I metalli altamente riflettenti (come rame e oro) richiedono l'uso di laser in fibra (1064 nm) con gas ausiliario (azoto) per sopprimere la riflessione;

Alcune materie plastiche (come PVC) sono soggette a rilasciare gas tossici quando riscaldati e è necessario uno speciale sistema di scarico del fumo.

alta rugosità superficiale

La rugosità della superficie incisa è RA 1,5 ~ 12 μm (materiale metallico) ed è necessaria la lucidatura secondaria per ottenere un effetto speculare.

Costo dell'attrezzatura e consumo di energia

Il costo di acquisto di un laser ad alta potenza (come un laser in fibra da 500 W) è da 2 a 3 volte quello di un dispositivo di incisione e il consumo di energia è compreso tra 10 e 20 kW/h.

Rischio di carbonizzazione dei materiali organici

I materiali come il legno e la pelle sono facilmente carbonizzati a causa delle alte temperature durante l'incisione e i segni di bruciatura possono apparire sui bordi (la profondità di carbonizzazione è di circa 0,05 a 0,2 mm).

Qual è la differenza tra l'attacco laser e l'incisione?

La seguente è una tabella di confronto delle differenze fondamentali tra incisione laser e incisione laser , che copre le dimensioni come il meccanismo fisico, i parametri del processo e le caratteristiche dell'applicazione:

Riepilogo delle differenze chiave

Meccanismo di energia:

• Incisione: l'energia dei fotoni distrugge direttamente i legami chimici (elaborazione a freddo)
• Incisione: l'energia termica provoca fusione/vaporizzazione del materiale (elaborazione a caldo)

Risposta materiale:

• Incisione: dipende dalle caratteristiche di assorbimento della luce del materiale (come i materiali sensibili ai raggi UV)
• Incisione: dipende dalla conducibilità termica e dal punto di fusione del materiale

Logica di selezione del processo:

• Scegli l'attacco: necessita di alta precisione, marcatura poco profonda, materiali sensibili al calore (come dispositivi biocompatibili)
• Scegli l'incisione: hai bisogno di tocco tridimensionale, elaborazione profonda, materiali non sensibili al calore (come numeri di acciaio utensile)

Questa tabella può essere utilizzata come riferimento di selezione rapida. Nelle applicazioni reali, è necessario combinare l'analisi delle caratteristiche spettrali del materiale e la simulazione termodinamica per ottimizzare i parametri.

Perché l'attuale conserve il materiale è migliore?

Nel campo della produzione di precisione, la manutenzione dell'integrità dei materiali determina direttamente le prestazioni e la vita del prodotto. Rispetto ai tradizionali processi di incisione, l'attacco laser funziona bene nel controllo dei danni termici, all'ottimizzazione della distribuzione dello stress e alla conservazione delle prestazioni a fatica. LS utilizza i dati di rilevamento di microscopia elettronica a scansione (SEM) e di diffrazione dei raggi X (XRD) per analizzare profondamente il suo meccanismo microscopico.

1. Controllo nano-livello della zona affetta da calore (HAZ)

(1) Differenze essenziali nelle modalità di azione energetica
① Processo di incisione:

Usando il meccanismo di lavoro a freddo (decomposizione fotochimica), la profondità della zona affetta da calore (HAZ) è ≤5 μm (in conformità con lo standard ISO 16700)

Dati tipici: il HAZ della lega di alluminio dopo l'attacco è solo 3,2 μm (rilevamento SEM, ingrandimento 5000 volte)

② Processo di incisione:

Facendo affidamento sul meccanismo di ablazione termica, la profondità di HAZ è ≥50 μm (la diffusione termica porta a ingrossare il grano)

304 incisione in acciaio inossidabile raggiunge 78 μm (osservazione metallografica, GB/T 13298 standard)

2. Regolazione scientifica della distribuzione residua dello stress

(1) Effetto di inversione del tipo di sollecitazione superficiale
① Surface inciso:

Formando uno strato di sollecitazione a compressione (15-20 MPa), generato da una rapida solidificazione dello strato fuso

Lo stress di compressione può inibire la propagazione della crepa (misurazione XRD, standard ASTM E915)

② superficie incisa :

producendo stress di trazione (180-220 MPa), causando distorsione reticolare dovuta alla contrazione termica

Lo stress di trazione aumenta la fragilità del materiale del 30% (fare riferimento al test JIS Z 2283)

(2) Confronto del gradiente di stress

3. Vantaggi significativi nella vita a fatica

(1) Esperimento comparativo della lega di alluminio aeronautico
① Gruppo di incisione:

tasso di ritenzione della resistenza alla fatica 95% (benchmark 100% di materiale originale, standard ASTM E466)

Ciclo di iniziazione crack esteso a 1,2 × 10^6 volte (test di flessione rotazionale)

② Gruppo di incisione:

La resistenza alla fatica è diminuita all'80%

Le crepe sono apparse in anticipo a 5 × 10^5 volte (causate dalla concentrazione di stress)

(2) Test di acciaio inossidabile dispositivo medico
Attacco chirurgico lama chirurgica: durata del carico ciclico ≥5000 volte (standard ISO 13485)

Equipaggiamento di incisione: la vita ridotta a 3800 volte (le ammaccature di superficie causano concentrazione di stress)

4. Suggerimenti di selezione dello scenario dell'applicazione

L'incisione laser è preferita:

• Parti strutturali aerospaziali : marcatura della pelle dell'ala (haz <5 μm per garantire la forza)
• Dispositivi medici impiantabili: in lega di titanio marcatura delle unghie ossee (stress compressivo per prevenire la biocorrosi)
• Componenti elettronici di precisione: incisione dell'antenna 5G (per evitare l'attenuazione del segnale causato da microcracks)

Usa la tecnologia di incisione con cautela:

• Parti a parete sottile con uno spessore della parete di ≤0,3 mm (rischio di deformazione termica)
• Parti di fatica ad alto ciclo (come lame del motore)

L'attenzione laser protegge le proprietà intrinseche dei materiali in nanoscala attraverso due meccanismi di base: effetti dominanti non termici e generazione di stress compressivo. Questo processo è diventato una soluzione insostituibile per campi ad alta precisione come aerospaziale e biomedicina che perseguono la produzione di difetti zero (ZDM). Il processo deve essere ottimizzato in base a parametri come lo spessore del materiale e l'ambiente di servizio, combinato con l'analisi dello stress ad elementi finiti (FEA).

Come scegliere tra attacco e incisione per la tracciabilità industriale?

Nell'era dell'industria 4.0, la tracciabilità del ciclo di vita del prodotto è diventata un requisito fondamentale per la gestione della qualità. Come tecnologie di identificazione tradizionali, l'attacco laser e l'incisione hanno differenze significative nelle applicazioni di tracciabilità. LS fornisce linee guida per la selezione dei processi guidate da dati basate su indicatori chiave come l'accuratezza del codice QR , la tolleranza ambientale e l'adattabilità della linea di produzione.

1. Precisione del codice QR e conformità standard

(1) Confronto della larghezza della linea e della densità delle informazioni

Logica di selezione:

L'attenzione è obbligatoria per i micro componenti (<5 mm²) come impianti medici e wafer a semiconduttore

L'incisione è applicabile a componenti macro come il telaio automobilistico e grandi stampi

2. Dati di test di tolleranza ambientale

(1) Confronto di resistenza alla corrosione

Casi tipici:

ingegneria marina ingegneria in acciaio inossidabile in acciaio inossidabile : imbevenza + trattamento pastivativo per ottenere 10 anni di lettura di acqua di mare

Blocco motore automobilistico: incisione + sigillatura della glassa in ceramica, resistente alla corrosione ad alta temperatura dell'olio motore

3. Compatibilità dei materiali e delle linee di produzione

(1) Analisi spettrale applicabile dei materiali

2. Efficienza della linea di produzione ed economia

Equipaggiamento di incisione:

Velocità: 5000 mm/s (contrassegnare un singolo codice QR richiede solo 0,2 secondi)

Consumo energetico: ≤3 kW/h (laser UV)

Equipaggiamento di incisione:

Velocità: 800 mm/s (l'incisione con una profondità di 0,5 mm richiede 1,5 secondi)

Consumo energetico: ≥10 kW/h (500 W Laser in fibra)

4. L'albero decisionale di selezione basato su scenari

(1) Condizioni per dare priorità all'attacco laser

① Requisiti di tracciabilità ad alta precisione:

Identificazione del codice 2D di componenti microelettronici (pacchetto 0201)

UDI Identificazione univoca del dispositivo di strumenti chirurgici (FDA 21 CFR Part 11)

② Servizio in ambienti difficili:

Equipaggiamento nucleare (resistenza all'ossidazione delle radiazioni)

Contenitori in acciaio inossidabile di livello alimentare (contatto diretto con acidi e mezzi alcali)

③ Materiali sensibili al calore:

Sensori di film polimerici (resistenza alla temperatura <80 ℃)

leghe di magnesio bioResorbabile (temperatura di elaborazione <100 ℃)

2. Condizioni per dare priorità all'incisione laser

① Requisiti di riconoscimento tattile profondo:

Identificazione del Braille (profondità ≥0,4 mm, EN ISO 17351)

codifica anti-manomissione di macchinari pesanti (verifica tattile richiesta)

② Produzione di massa a basso costo:

VIN CODE BATCH INCISTA DI AUTOMOBILI (più di 30 pezzi al minuto)

codici a barre logistici per pallet in legno (non è necessario mantenerli a lungo)

5. Soluzione di innovazione del processo ibrido

Per scene complesse, è possibile utilizzare un processo composito incisivo +:

Codice base di precisione + bordo profondo:

Innanzitutto, usa l'attacco per generare codice core a matrice dati 20 × 20 (larghezza della linea 0,1 mm)

quindi usa l'incisione per aggiungere 1 mm bordo protettivo profondo (per prevenire l'usura meccanica)

Elaborazione del materiale multistrato:

Codice di tracciabilità invisibile per incisione di superficie (sviluppo dell'eccitazione ultravioletta)

Codice chiaro incisione profonda (riconoscimento visivo quotidiano)

Riepilogo

The differenza essenziale tra l'attacco laser e l'incisione si trova nella differenza nella risposta materiale causata dal meccanismo energetico. Quando si sceglie, è necessario considerare i tre principali fattori di permanenza dei marchi, integrità del substrato ed efficienza di produzione. Man mano che la tecnologia laser si sviluppa verso impulsi ad alta potenza e ultra-short, l'applicazione di fusione dei due processi diventerà la nuova normale per la produzione di precisione. Si consiglia agli utenti di dare la priorità alle workstation laser composite con funzionalità di elaborazione multimodale durante la selezione dell'attrezzatura.

Disclaimer

Il contenuto di questa pagina è solo a scopo informativo. Serie LS Nessuna dichiarazione o garanzia di alcun tipo, espresso o implicito, sono fatte in merito all'accuratezza, alla completezza o alla validità delle informazioni. Non si dovrebbe dedurre che i parametri delle prestazioni, le tolleranze geometriche, le caratteristiche di progettazione specifiche, la qualità del materiale e il tipo o la lavorazione che il fornitore o il produttore di terze parti fornirà attraverso la rete Longsheng. Questa è la responsabilità dell'acquirente chiedi un preventivo per parti Per determinare i requisiti specifici per queste parti. per favore contattaci più informazioni .

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