金屬激光彩色打標(biāo)技術(shù)研究.pdf

1、金屬上激光彩色打標(biāo)由于工藝特殊,并受到材料的適用性和激光器性能要求的限制沒有得到廣泛的應(yīng)用,但是它有巨大的潛力市場。為了探究金屬上激光彩色打標(biāo)的本質(zhì),本論文對激光在不銹鋼和鈦上彩色打標(biāo)的機(jī)理和打標(biāo)后表面顏色的呈色機(jī)理進(jìn)行研究。 首先對彩色打標(biāo)系統(tǒng)在正負(fù)離焦位置的光斑大小進(jìn)行評(píng)價(jià),然后介紹了采用掃描區(qū)域的工藝方法來實(shí)現(xiàn)彩色打標(biāo)。研究了激光功率密度、掃描中點(diǎn)的搭接率、掃描中行的搭接率等影響激光能量輸入方式,分析了激光能量輸入方式對掃

2、描后產(chǎn)生不同結(jié)果影響,分析了金屬上激光彩色打標(biāo)機(jī)理。激光在金屬上的彩色打標(biāo)機(jī)理是指控制激光能量的輸入方式,并采用掃描區(qū)域的方法在金屬表面氧化或氮化出光學(xué)薄膜。 在工程實(shí)現(xiàn)方面,單彩打標(biāo)采用封閉區(qū)域掃描的方法來實(shí)現(xiàn)。多彩打標(biāo)采用組合單彩區(qū)域的方法來實(shí)現(xiàn)。 此外,本文研究了打標(biāo)后表面顏色的呈色機(jī)理。采用X-Ray Diffraction(XRD)分析激光掃描后生成的薄膜,得到的結(jié)果是不銹鋼上薄膜中含有鐵的氧化物和氮化物,鈦上

3、薄膜中含有鈦的氧化物和氮化物,不同顏色薄膜具有不同的物質(zhì)組成。采用Scanning Electronic Microscope(SEM)分析了不同顏色薄膜樣件上橫截面的形貌,觀察到不銹鋼或鈦的表面上所生成薄膜的厚度大約為幾百納米,并且觀察到在鈦的氧化膜和鈦基底的中間生成了微米大小的孔穴。通過對于不銹鋼和鈦上薄膜等結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),采用薄膜干涉來解釋表面顏色的呈色機(jī)理,并通過計(jì)算理想條件下單層介質(zhì)膜的反射率,來反映表面生成的薄膜是影響表面呈色的