Material processing

Heat treatment

Marking and engraving

В настоящее время лазерная маркировка все чаще заменяет традиционные методы маркировки, такие как: маркировка с использованием красок и трафаретов; штамповка; маркировка наклейками и др. Это связано, прежде всего, с высокой производительностью лазерной маркировки, которая может быть не несколько раз выше по сравнению с традиционными методами. Управление и настройка на работу занимает гораздо меньше времени и сил. При изменении наносимой информации на разные детали - нет необходимости заготавливать новый трафарет или выбирать другую наклейку, всего-навсего, нужно лишь загрузить чертеж рисунка в компьютер и лазер повторит его. Так же на рост популярности среди лазерной маркировки сказывается и улучшение климата в самом производстве лазерных установок и удешевление их стоимости. А предоставляемое разнообразие на сегодняшний день дает возможность выбрать наиболее подходящий комплекс для конкретных целей, что позволяет сэкономить на лишних расходах.

Теоретические сведения

Компания IPG Photonics выпускает наиболее современные комплексы для маркировки, которые основаны на волоконных лазерах. Сами же волоконные лазеры являются более перспективными среди прочих, так как обладают следующими отличительными качествами:

Высокая стабильность излучения – нет необходимости постоянно подстраивать установку для оптимальной работы;
Способность работать в промышленных условиях и отсутствие расходных материалов, в отличие от газовых лазеров;
Работоспособность составляет не менее 100 000 часов непрерывной работы лазерного излучения.
Не большие габариты позволяют расположить эти установки в более удобном месте.

Рассмотрим, в чем же заключается, сам принцип работы лазерной маркировки:

Лазерная маркировка – это процесс изменения поверхности маркируемого материала с помощью лазерного излучения. Обычно используют мощные коротко импульсные лазеры для оплавления области воздействия материала, вследствие чего изменяются структура поверхности материала в месте воздействия лазерного излучения.

Лазерная гравировка – это процесс послойного испарения материала с поверхности с помощью лазерного излучения. При этой технологии применяются режимы при которых не допускается проплав поверхности, т.е. вся энергия в импульсе полностью поглощается верхним слоем материала и не проходит в нижние слои.

Лазерная цветная маркировка – это процесс создания побежалости на поверхность материала при воздействии лазерного излучения, вследствие чего изменяются оптико-физические свойства и обработанная поверхность приобретает определенный цвет илиоттенок.

Сам процесс маркировки может занимать от долей секунд до нескольких минут, в зависимости от размера и плотности изображения, например, для нанесения поверхностной маркировки изображения 10 Х 10 см2 уйдет около нескольких секунд. Таким образом, нанесенное изображение невозможно стереть и оно долговечно в отличие от других способов маркировки.

Drilling

Laser drilling has become a widely used technology solution in many industries. The main advantage of laser drilling is that it is a non-contact process, and therefore mechanical wear and tear on the drilling equipment is not a problem.

Other advantages include the flexibility to drill almost any material, the ability to simultaneously change hole size, shape and angle, low heat input into the base material and precise repeatability of hole sizes. In addition, the laser can drill holes of small diameters,
which is impossible using conventional drilling technology. Fiber laser technology allows you to drill holes in an area of up to 10 microns.

Traditional technologies used in drilling are hammer drilling and core drilling. Impact drilling is a process
where multiple pulses are used to drill a hole to achieve the desired result. Live drilling is a series of impact drilling operations where the surface programmed for processing moves at high speed relative to the laser beam, and the laser constantly generates pulses to create holes.
Hole drilling is a process that allows you to cut holes with large diameters or complex tapered shapes. The taper of the holes can be precisely controlled during the annular drilling process.
Lasers can be easily switched from taper hole drilling to live impact drilling to create multiple holes of different diameters in a single workpiece.

The benefits of laser drilling were recognized many years ago in the aerospace industry.
Today, quasi-continuous fiber lasers are rapidly replacing older technologies based on the use of classical solid-state lasers in drilling large holes (0.2–1 mm). Such holes can be made in numerous aerospace components, such as nozzle guide vanes, blades,
cooling rings and combustion chambers. Quasi-CW fiber lasers have a unique combination of high peak power and high pulse energy, making them ideal for applications where sub-millisecond pulses are required.
Flexible quasi-continuous wave fiber lasers can also be quickly switched to continuous operation for cutting large parts.

In microelectronics, laser drilling is used for many purposes, such as drilling aluminum-ceramic substrates.
Drilling holes with small diameters (less than 10 microns) requires high speeds of up to several thousand holes per second. In this case, high peak power laser gated fiber lasers or fast pulse variation fiber lasers are used with pulse repetition rates up to 1 MHz and pulse lengths of less than 1.5 ns.