[發(fā)明專利]一種RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711075201.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN107745582B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘國(guó)兵;何鐵鋒;張立彬;胥芳;楊陽(yáng);何旻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B41J2/475
• 分類號(hào): B41J2/475
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、激光聚焦鏡、送粉系統(tǒng)、紅色送粉頭、綠色送粉頭和藍(lán)色送粉頭，所述激光器的輸出側(cè)安置有擴(kuò)束鏡，所述擴(kuò)束鏡輸出側(cè)安置有反射鏡，所述反射鏡下方安置有激光聚焦鏡，所述激光器輸出光和激光聚焦鏡的光軸相互垂直，所述送粉系統(tǒng)與所述紅色送粉頭、綠色送粉頭和藍(lán)色送粉頭均連接，所述紅色送粉頭、綠色送粉頭、藍(lán)色送粉頭和激光聚焦鏡的輸出側(cè)均位于加工工位內(nèi)。本發(fā)明提供了一種工藝調(diào)試方便、可重復(fù)性較好的RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光打標(biāo)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近幾年來(lái)隨著激光技術(shù)的快速發(fā)展，激光技術(shù)的應(yīng)用水平逐漸提高，不僅成為現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可替代的一個(gè)重要組成部分，同時(shí)優(yōu)異的性能特點(diǎn)正在逐漸引領(lǐng)現(xiàn)在的加工制造邁向新的臺(tái)階。

激光打標(biāo)作為激光應(yīng)用的一個(gè)重要應(yīng)用方向，在現(xiàn)在的標(biāo)記加工中有著舉足輕重的作用。采用一定強(qiáng)度的聚焦激光束按照給定軌跡對(duì)工件進(jìn)行局部照射，使表層材料熔化、汽化或發(fā)生顏色變化，從而留下永久性標(biāo)記。不僅可以打出各種文字、符號(hào)和圖案，同時(shí)加工的字符大小可以從毫米到微米量級(jí)，這就使得激光標(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)更加精細(xì)的標(biāo)記加工。與傳統(tǒng)印刷、電鍍或噴漆等傳統(tǒng)工藝相比，激光打標(biāo)具有應(yīng)用范圍廣、不產(chǎn)生機(jī)械壓力和機(jī)械變形、不易被擦除、修改、抗刮、抗磨、工序少、成本低、無(wú)污染、無(wú)腐蝕、加工速度快、加工重復(fù)性好、加工質(zhì)量高、加工靈活性好、可進(jìn)行高分辨率的縮微打標(biāo)等優(yōu)勢(shì)。

但是激光打標(biāo)是蒸發(fā)表層物質(zhì)漏出深層物質(zhì)，或者通過(guò)表層物質(zhì)的化學(xué)物理變化標(biāo)記出痕跡，或通過(guò)光能燒掉部分物質(zhì)，標(biāo)識(shí)圖案或文字的加工方式。對(duì)于非金屬材料來(lái)說(shuō)，只能是通過(guò)氧化作用標(biāo)記出黑色或者漏出深層物質(zhì)的顏色，底層是什么顏色標(biāo)記出來(lái)的就是什么顏色，是無(wú)法標(biāo)記出其他彩色的，通常都是單色。而對(duì)于部分金屬材料如不銹鋼、鈦等金屬，盡管可以通過(guò)改變激光打標(biāo)的工藝參數(shù)，例如激光功率、功率密度、重復(fù)頻率、掃描速度、掃描方式和打標(biāo)次數(shù)等來(lái)改變產(chǎn)生的顏色形成多彩標(biāo)識(shí)，獲得一種真實(shí)的裝飾效果。但是由于金屬彩色打標(biāo)的效果對(duì)激光能量和環(huán)境因素變化比較敏感，造成工藝存在調(diào)試?yán)щy，可重復(fù)性差等問題，因此金屬彩色打印工藝未能獲得廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服已有激光打標(biāo)系統(tǒng)通常只能單色打標(biāo)，即使對(duì)于某些金屬材料能進(jìn)行彩色打標(biāo)，也存在著工藝調(diào)試?yán)щy、可重復(fù)性差的不足，本發(fā)明提供了一種使用范圍廣、工藝調(diào)試方便、可重復(fù)性較好的RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種RGB三原色的激光彩色打標(biāo)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括激光器、擴(kuò)束鏡、反射鏡、激光聚焦鏡、送粉系統(tǒng)、紅色送粉頭、綠色送粉頭和藍(lán)色送粉頭，所述激光器的輸出側(cè)安置有擴(kuò)束鏡，所述擴(kuò)束鏡輸出側(cè)安置有反射鏡，所述反射鏡下方安置有激光聚焦鏡，所述激光器輸出光和激光聚焦鏡的光軸相互垂直，所述送粉系統(tǒng)與所述紅色送粉頭、綠色送粉頭和藍(lán)色送粉頭均連接，所述紅色送粉頭、綠色送粉頭、藍(lán)色送粉頭和激光聚焦鏡的輸出側(cè)均位于加工工位內(nèi)。

進(jìn)一步，所述加工工位中，以激光聚焦鏡輸出的激光束為中心軸，中心軸圓周方向均勻?qū)ΨQ地分布紅色送粉頭、綠色送粉頭、藍(lán)色送粉頭，送粉管道的中心線匯聚于激光束的中點(diǎn)。

再進(jìn)一步，所述激光器為增益介質(zhì)為Nd:YAG的半導(dǎo)體泵浦固體激光器或者光纖激光器。

更進(jìn)一步，所述擴(kuò)束鏡采用伽利略式三倍擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡由二個(gè)鏡片組成，包括一個(gè)輸入的凹透鏡和一個(gè)輸出的凸透鏡，輸入鏡將虛焦點(diǎn)光束傳輸給輸出鏡，二鏡片兩面鍍有1064nm窄帶增透膜。

所述反射鏡采用熔融石英基底，鍍有1064nm高反膜，用于將水平傳輸?shù)募す夥瓷涑韶Q直方向傳輸。

所述激光聚焦鏡采用焦距為150mm的熔融石英材料的多片透鏡組。