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O que é a gravação a laser?
A gravura a laser é uma tecnologia de tratamento de superfície que usa um feixe de laser de alta energia para aquecer localmente a superfície de um material para modificá-lo fisicamente ou quimicamente, formando uma marca permanente, padronização ou textura. Seu princípio central é derreter, oxidar, mudar de fase ou microestrutura alterar o material da superfície através da interação entre o laser e o material, formando uma diferença de contraste visível ao olho nu.
Quais são as vantagens e desvantagens da gravação a laser?
Análise das vantagens e desvantagens da gravação a laser
vantagens
alta precisão e resolução no nível de mícrons
gravura a laser pode atingir uma precisão de largura de linha de 10 ~ 50 μm e pode marcar micro qr codos ou escalas de precisão em cenários, como embalagens de chip e pacote de chip e fossas mídicas, como pêlos de strings, e podem ser atendidos em cenários em cenários em cenários, como pêlos, e podem marcar os codificadores de cenários e os cenários em cenários em cenários, como pêlos, e podem marcar os codificadores de cenários e os cenários em cenários em cenários, como pêlos, e podem marcar os codificadores de cenários e os cenários de cenários em cenários, como pêlo.
Manutenção da integridade da superfície
Somente uma modificação superficial (oxidação fundida) de <0,1 mm é causada, e as propriedades mecânicas do material do substrato são quase não afetadas, adequadas para cenários sensíveis à resistência estrutural, como peças aeroespaciais de alumínio alumínio.
Processamento sem contato
Sem problemas de desgaste da ferramenta, o processamento sem deformação pode ser alcançado para materiais flexíveis (como silicone e circuitos de filme fino), e a taxa de rendimento pode atingir mais de 99,5%.
capacidade de processamento de alta velocidade
lasers ultra-rápidos com uma frequência de pulso de 100 ~ 500 kHz pode completar a marcação de alto contraste em aço desnecessária impressão.
Adaptabilidade de material amplo
Ajustando o comprimento de onda (como 355 nm de vidro de processamento a laser UV) e parâmetros de pulso, metais, cerâmica, plásticos e até materiais biocompatíveis (como Peek) podem ser processados.
Desvantagens
limitação de profundidade
A profundidade máxima de gravação é geralmente ≤0,3 mm , que não pode atender às necessidades de relevo profundo ou ranhuras funcionais (como o processamento da ranhura de vedação).
O contraste depende de materiais
Em materiais não oxidantes (como ouro puro), o contraste de marcação pode ser tão baixo quanto 15% porque a camada de óxido de desenvolvimento de cores não pode ser formada e a pulverização adicional do desenvolvedor é necessária.
Zona afetada pelo calor (HAZ) Risco
Apesar da baixa entrada de calor, a deformação microscópica de 5 ~ 10 μm ainda pode ocorrer ao processar peças de paredes finas (como folhas de aço inoxidável de 0,2 mm de espessura).
Desafios de materiais de alta reflexão
Para metais altamente reflexivos, como cobre e alumínio , um sistema de foco dinâmico e galvanômetro e um revestimento anti-reflexão são necessários, o que aumenta o custo do equipamento por 30%~ 50%.
O que é gravação a laser?
A gravura a laser é uma tecnologia de processamento sem contato com base na tecnologia CNC e na energia a laser. Ele usa um feixe de laser de alta densidade de energia para derreter instantaneamente ou vaporizar a superfície de um material, formando assim uma marca permanente, padrão ou estrutura tridimensional. Seu princípio central é usar a interação entre laser e material para obter um profundo processamento, removendo fisicamente o material.Quais são as vantagens e desvantagens da gravura a laser?
Análise de vantagens e desvantagens da gravura laser
vantagens
alta controlabilidade da profundidade
gravação a laser pode obter uma profundidade de gravação de 0,1 ~ 8 mm (dependendo do material e do sulco), os seguintes do cantor de 0,1 ~ 8 mm (dependendo do material e do sulco), os seguintes do cantor). sulcos), atendendo aos requisitos de profundidade de grau industrial.
Compatibilidade de material amplo
Aplicável a metais (aço, titânio), não metais (madeira, acrílico, vidro) e materiais compósitos (plásticos reforçados com fibra de carbono), especialmente boa no processamento da gravura de textura de materiais orgânicos (couro, madeira).
alta eficiência de processamento
Usando lasers contínuos de alta potência (como 100 ~ 500 W Co₂ lasers), a velocidade de gravação pode atingir 3000 mm/s, que é adequada para produção em massa (como gravação em massa de sinais).
Efeito tátil significativo
A vaporização do material forma uma depressão clara com um toque claro, que é adequado para cenas que requerem reconhecimento tátil, como logotipos do Braille e códigos anti-controlagem.
sem consumíveis e proteção ambiental
Processo de ablação física pura, nenhum líquido de resíduos químicos é gerado e está em conformidade com os padrões de proteção ambiental do ROHS.
Desvantagens
grande zona afetada pelo calor (HAZ)
Ablação de alta temperatura levará à difusão de calor, o que pode causar deformação de 0,1 ~ 0,3 mm do substrato em materiais de placa fina (como placa de alumínio 0,5 mm).
limitações de material
metais altamente reflexivos (como cobre e ouro) requerem o uso de lasers de fibra (1064 nm) com gás auxiliar (nitrogênio) para suprimir a reflexão;
Alguns plásticos (como o PVC) são propensos a liberar gases tóxicos quando aquecidos, e é necessário um sistema especial de escape de fumaça.
A rugosidade de alta superfície
A rugosidade da superfície gravada é RA 1,5 ~ 12 μm (material de metal) e o polimento secundário é necessário para obter um efeito espelhado.
Custo do equipamento e consumo de energia
O custo de compra de um laser de alta potência (como um laser de fibra de 500 W) é de 2 a 3 vezes o de um dispositivo de gravação, e o consumo de energia é de até 10 a 20 kW/h.
Risco de carbonização de materiais orgânicos
Materiais como madeira e couro são facilmente carbonizados devido a altas temperaturas durante a gravação, e as marcas de queimaduras podem aparecer nas bordas (a profundidade da carbonização é de cerca de 0,05 a 0,2 mm).
Qual é a diferença entre gravação e gravura a laser?
A seguir, é apresentada uma tabela de comparação das diferenças de núcleo entre gravura a laser e gravura a laser , abrangendo dimensões como mecanismo físico, parâmetros de processo e características de aplicação:
Resumo das principais diferenças
Mecanismo de energia:- Gravura: a energia de fóton destrói diretamente as ligações químicas (processamento a frio)
- Gravura: a energia térmica causa a fusão/vaporização do material (processamento a quente)
Resposta do material:
- Gravura: depende das características de absorção de luz do material (como materiais sensíveis à UV)
- Gravura: depende da condutividade térmica e do ponto de fusão do material
Lógica de seleção do processo:
- Escolha a gravura: precisa de alta precisão, marcação rasa e materiais sensíveis ao calor (como dispositivos biocompatíveis)
- Escolha a gravação: precisa de toque tridimensional, processamento profundo e materiais não sensíveis ao calor (como números de aço de ferramentas)
Esta tabela pode ser usada como uma referência rápida de seleção. Em aplicações reais, é necessário combinar análise característica espectral do material e simulação termodinâmica para otimizar os parâmetros.
Por que a gravura preserva melhor a integridade do material?
No campo da fabricação de precisão, a manutenção da integridade do material determina diretamente o desempenho e a vida do produto. Comparado aos processos tradicionais de gravação, a gravação a laser tem um bom desempenho no controle de danos térmicos, otimização da distribuição de tensão e retenção de desempenho de fadiga. ls usa dados de microscopia eletrônica de varredura (SEM) e difração de raios-X (DRX) para analisar profundamente seu mecanismo microscópico.
1. Controle de nível nano da zona afetada pelo calor (HAZ)
(1) Diferenças essenciais nos modos de ação energética
① Processo de gravura:
Usando o mecanismo de trabalho frio (decomposição fotoquímica), a profundidade da zona afetada pelo calor (HAZ) é ≤5 μm (em conformidade com o padrão ISO 16700)
Dados típicos: o HAZ da liga de alumínio após a gravação é de apenas 3,2 μm (detecção SEM, ampliação de 5000 vezes)
② Processo de gravação:
Continuando com o mecanismo de ablação térmica, a profundidade HAZ é ≥50 μm (difusão térmica leva ao grão de grãos)
304 gravação de aço inoxidável Haz atinge 78 μm (observação metalográfica, GB/t 13298 padrão)
2. Regulação científica da distribuição de estresse residual
(1) Efeito de reversão do tipo de tensão superficial
① superfície gravada:
formando uma camada de tensão compressiva (15-20 MPa), gerada por solidificação rápida da camada fundida
O estresse compressivo pode inibir a propagação de trincas (medição de DRX, padrão ASTM E915)
Produzindo estresse de tração (180-220 MPa), causando distorção de treliça devido à contração térmica
O estresse de tração aumenta a fragilidade do material em 30% (consulte o teste JIS Z 2283)
(2) Comparação de gradiente de estresse
3. Vantagens significativas na vida de fadiga
(1) Experiência comparativa de liga de alumínio da aviação
① Grupo de gravura:
Taxa de retenção de força de fadiga 95% (100% de referência do material original, padrão ASTM E466)
Ciclo de iniciação de trincas estendido a 1,2 × 10^6 vezes (teste de flexão rotacional)
② Grupo de gravura:
A força de fadiga diminuiu para 80%
rachaduras apareceram com antecedência a 5 × 10^5 vezes (causada pela concentração de estresse)
(2) Teste de aço inoxidável de aço inoxidável
Equipamento de gravura: a vida reduzida para 3800 vezes (os dentes da superfície causam concentração de tensão) 4. Sugestões de seleção de cenários de aplicativos A gravura a laser é preferida: Use a tecnologia de gravação com cautela:
A gravura a laser protege as propriedades intrínsecas dos materiais na nanoescala através de dois mecanismos principais: efeitos dominantes não térmicos e geração de tensão compressiva. Esse processo se tornou uma solução insubstituível para campos de alta precisão, como aeroespacial e biomedicina que buscam a fabricação de defeitos zero (ZDM). O processo precisa ser otimizado com base em parâmetros como espessura do material e ambiente de serviço, combinado com análise de estresse de elementos finitos (FEA).
Como escolher entre gravar e gravar a rastreabilidade industrial?
Na era da indústria 4.0, a rastreabilidade do ciclo de vida do produto tornou -se um requisito central para o gerenciamento da qualidade. Como tecnologias de identificação convencionais, a gravura e a gravação a laser têm diferenças significativas nas aplicações de rastreabilidade. LS fornece diretrizes de seleção de processos de dados com dados com base em indicadores-chave como a precisão do código QR , tolerância ambiental e adaptabilidade da linha de produção.
1. Precisão do código QR e conformidade padrão
(1) Comparação da largura da linha e densidade da informação
Lógica de seleção:
A gravação é obrigatória para micro componentes (<5 mm²), como implantes médicos e bolachas de semicondutores
gravação é aplicável a componentes macro, como chassi automotivo e grandes moldes
2. Dados do teste de tolerância ambiental
(1) Comparação de resistência à corrosão
Casos típicos:
engenharia marítima Stain sem faste :
Motor automóvel Bloco: Gravura + Lavagem de Cerâmica, resistente à corrosão de alta temperatura do óleo do motor
3. Compatibilidade de materiais e linhas de produção
(1) Análise espectral aplicável de materiais
2. Eficiência e economia da linha de produção
EquipamentoGravura:
Velocidade: 5000 mm/s (marcando um único código QR leva apenas 0,2 segundos)
Consumo de energia: ≤3 kW/h (laser UV)
Equipamento de gravura:
Velocidade: 800 mm/s (gravação com uma profundidade de 0,5 mm leva 1,5 segundos)
Consumo de energia: ≥10 kW/h (laser de fibra de 500 W)
4. Árvore de decisão de seleção baseada em cenário
(1) Condições para dar prioridade à gravação a laser
① Requisitos de rastreabilidade de alta precisão:
Código 2D Identificação de componentes microeletrônicos (pacote 0201)
UDI Identificação de dispositivo exclusivo de instrumentos cirúrgicos (FDA 21 CFR Parte 11)
② Serviço em ambientes agressivos:
Equipamento de energia nuclear (resistência a oxidação da radiação)
recipientes de aço inoxidável com grau alimentar (contato direto com meios ácidos e alcalinos)
③ Materiais sensíveis ao calor:
sensores de filme polimérico (resistência à temperatura <80 ℃)
ligas de magnésio biorresorbáveis (temperatura de processamento <100 ℃)
2. Condições para dar prioridade à gravura a laser
① Requisitos de reconhecimento tátil profundo:
Identificação em Braille (profundidade ≥0,4 mm, en ISO 17351)
Codificação anti-adolor de máquinas pesadas (verificação tátil necessária)
② Produção de massa de baixo custo:
Código VIN Gravura de automóveis (mais de 30 peças por minuto)
Codos de barras de logística para paletes de madeira (sem necessidade de mantê -los por um longo tempo)
5. Solução de inovação de processo híbrido
Para cenas complexas, o processo de gravura + gravação pode ser usado:
Código base de precisão + borda profunda:
Primeiro, use a gravura para gerar 20 × 20 Código central da matriz de dados (largura da linha 0,1 mm)
Em seguida, use a gravura para adicionar 1 mm de borda protetora profunda (para prevenir o desgaste mecânico)
Processamento de material de várias camadas:
Código de rastreabilidade invisível de gravação de superfície (Desenvolvimento de Excitação Ultravioleta)
Código claro de gravação profunda (reconhecimento visual diário)
Resumo
o diferença essencial entre a gravação e a gravura laser está na diferença na resposta do material causada pelo mecanismo de energia. Ao escolher, você precisa considerar os três principais fatores de permanência de marcas, integridade do substrato e eficiência da produção. À medida que a tecnologia a laser se desenvolve em direção a pulsos de alta potência e ultra-curto, a aplicação de fusão dos dois processos se tornará o novo normal para a fabricação de precisão. Recomenda-se que os usuários priorizem as estações de trabalho compostas a laser com recursos de processamento multimodal ao selecionar equipamentos.
📞 Telefone: +86 185 6675 9667 O conteúdo desta página é apenas para fins informativos. Não se deve inferir que os parâmetros de desempenho, tolerâncias geométricas, recursos específicos de design, qualidade e tipo de material ou mão de obra que o fornecedor ou fabricante de terceiros fornecerá através da rede Longsheng. Essa é a responsabilidade do comprador peça uma cotação para peças para determinar os requisitos específicos para essas partes.
LS é uma empresa líder do setor Concentre-se em soluções de fabricação personalizadas. Com mais de 20 anos de experiência atendendo a mais de 5.000 clientes, nos concentramos em alta precisão usinagem cnc , Fabrication 2. Como escolher gravação ou gravação em cenários de rastreabilidade industrial? Se você precisar de um código QR micro de alta densidade (largura da linha 0,1 mm, de acordo com a ISO/IEC 16022) ou durabilidade em ambientes severos (passando em um teste de pulverização de sal de 48 horas), a gravação é preferida; Se você estiver procurando por processamento em lote de baixo custo (como códigos VIN de carro) ou anti-concorrência tátil profunda (como logotipos do Braille), escolha gravar. A gravação requer tratamento adicional de esmalte (custo +20%) para melhorar a resistência climática, enquanto a gravação pode ser diretamente estável em ambientes de alta temperatura/corrosivo por um longo tempo. 3. Quais são as diferenças na compatibilidade material entre os dois processos? A gravação é boa no processamento de materiais fotossensíveis/termonsíveis (como alumínio anodizado, ligas de titânio biocompatíveis) e processamento a frio é alcançado através de laser ultravioleta (355 nm); A gravação é mais adequada para materiais orgânicos (madeira, couro) e metais resistentes a alta temperatura (aço da ferramenta), mas comprimentos de onda especiais (como laser de fibra) são necessários para metais altamente reflexivos (cobre, ouro). A gravura não pode processar ranhuras com uma profundidade> 0,3 mm, e a gravação é propensa a deformação térmica em materiais finos (<0,5 mm). 4. Por que os dispositivos médicos geralmente usam a gravação a laser em vez de gravar? A gravura atende ao padrão de identificação médica ISO 13485. Seu mecanismo não térmico evita a carbonização material (crítica para dispositivos implantáveis), e o estresse compressivo da superfície (15 MPa) pode inibir a biocorrosão, e a taxa de retenção de resistência à fadiga é> 95%. O impacto térmico da gravação reduzirá a vida útil das ferramentas cirúrgicas de aço inoxidável (de 5000 vezes a 3800 vezes), e a superfície áspera (RA> 1,5 μm) é propensa ao crescimento bacteriano e requer polimento secundário (custo +30%); portanto, o campo médico tende a preferir a etapa.
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