Способ лазерной гравировки Советский патент 1992 года по МПК B23K26/00 

Изобретение относится к методам формирования на поверхности изделий различных материалов отличительных знаков, кодовых обозначений и пр., и может найти применение в операциях по маркировке, се- риализации н разметке изделий.

Целью изобретения является формирование знака с выпуклой поверхностью.

Предложенный способ гравировки выполняется сфокусированным пучком лазерного излучения с заданной длиной волны и с перетяжкой, заглубленной в материал заготовки, причем длину волны излучения выбирают из условия объемного поглощения его энергии материалом заготовки, а перетяжку заглубляют на величину, при которой

на поверхности изделия плотность мощности не превышает критического значения по плавлению материала, а в плоскости перетяжки достигает этого значения с учетом уровня обьемного поглощения энергии излучения,

Реализация способа осуществляется Следующим образом.

Для известного материала изделия выбирают тип излучения по длине волны в зависимости от расчетного значения коэффициента поглощения (Бугера):

XJ

О

ю о о

«.„„-BCpwe

л L-ПЛ

где В - нормализованный коэффициент поглощения (В и 0,1 - поглощение объемное); Ср - удельная теплоемкость; Wpn - критическая по плзплению плотность мощности енотового потока для материала заготовки; К - коэффициент теплопроводности; Lnn - удельная теплота плавления материала изделия.

Далее определяют величину заглубления перетяжки каустики пучка излучения в материал изделия

1 ...TtdlvC

AF -77-l

ип

4р

где Р - мощность излучения; do - диаметр перетяжки;

и выбирают линзу по требуемому фокусному расстоянию

AF

4р л 1/2 н Иd°

-1

где D - диаметр пучка по линзе.

После корректировки расходимости пучка излучения до величины в - do/F и настройки привода перемещения изделия

4 Р на уровень скорости V др ,- .где

- удельная энергия плавления материала изделия, выполняют обработку контура рисунка.

Предложенный способ гравировки использовался для нанесения надписей на клавиатуру персональных компьютеров Поиск, осваиоаемых ПО Электронмаш. Материал клавишей - полистирол (Wpnn 103 Вт/см2, К 0,01 кап/см -с -град, ср 0.15 кал/гтрзд. L™ - О,МО3 кал/г, U 0,6 103Дж/смч5). Расчетные значения параметров: а- 15 см , On 13 см для Я 1,06 мкм /излучатель на ИАГ/, Д Г 0,08 см. У- -- 3,9 см, 0-- 0,015, V 3,54 см/с. Обработка выполнялась на лазерной установке ГПЛТ16-400/500 с излучателем типа ЛТИ-502 /Рср 16 Вт/. Время гравировки единичного знака протяженностью 15 мм составило 0,5 с, что позволило сократить продолжительность изготовления одного набора клавиатуры в 10 раз.

Использование предложенного способа позволяет формировать выпуклый знак на поверхности изделия без нарушения ее сплошности. Нанесенный знак имеет измененную окраску, наиболее контрастную на темных сортах полистирола.

Формула изобретения Способ лазерной гравировки, при котором на обрабатываемую поверхность направляют сфокусированное лазерное излучение с заданной длиной волны и перетяжкой, заглублял последнюю в материал, отличающийся тем, что, с целью

формирования знака с выпуклой поверхностью процесс ведут при длине волны лазерного излучения, соответствующей его объемному поглощению обрабатываемым материалом, и при заглублении перетяжки

где Wpnn - критическая плотность мощности лазерного излучения;

do диаметр лазерного излучения в плоскости акустики;

а- коэффициент поглощения лазерного излучения обрабатываемого материалом;

Р - мощность лазерного излучения.

Изобретение относится к методам электрофизической обработки материалов, в частности к способам нанесения различительных знаков, символов, рисунков, и может найти применение о различных областях для обработки изделий. Целью изобретения является формирование знака с выпуклой поверхностью. Гравировку выполняют сфокусированным пучком лазерного излучения, которое направляют на поверхность изделия, причем длину волны излучения выбирают из условия объемного поглощения его энергии материалом изделия, а перетяжку сфокусированного пучка .заглубляют под поверхность изделия на величину, определяемую теплофизическими свойствами материала, размерами наносимого знака (шириной его контура) и мощностью излучения. Скорость контурного перемещения луча по рисунку определяется необходимой величиной энергии для переработки материала изделия вдоль единичной его длины. (/) С