[發明專利]一種綠光超快激光不銹鋼彩色打標方法和系統

在審

• 申請號: 202210042873.3
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114393317A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 南京贏羊光子科技有限公司
• 主分類號: B23K26/362
• 分類號: B23K26/362;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼彩色打標方法和系統，所述方法包括步驟：將不銹鋼置于工作臺上；將激光器設于工作臺的一側；所述激光脈沖占空比精確可編輯；所述激光器發射的超快激光，經過整形光路放大光束尺寸、再經過光束傳輸光路輸入到振鏡、再經過場鏡后聚焦在工作臺上的不銹鋼工件表面；在軟硬件控制器的控制下完成不銹鋼表面圖案的激光標刻形成彩色標志。本發明方法無需對不銹鋼表面做特殊處理，能夠直接在不銹鋼表面打標形成均勻性高，一致性好的保護膜，在自然光下的不同角度進行薄膜反射，實現彩色效果，色彩逼真。

技術領域

本發明涉及激光標刻技術領域，具體涉及一種綠光超快激光不銹鋼彩色打標方法和系統。

背景技術

近年來，激光打標已經在很多領域取代傳統打標方式而成為常規的加工方式，甚至形成新的工業標準，在不銹鋼應用領域市場越來越多。然而在日常打標產品中我們看到的打標圖案基本都是黑白灰色，很少有彩色圖案。

有些彩色打標方法是使用一部分光纖激光器做核心器件，在不銹鋼表面上進行彩色標記，卻也只能打印出粗糙的彩色圖案，色域小，分辨率低，精度差，色彩失真。主要原因有幾個方面，第一是核心器件一致性重復單元最高極限水平在納秒級別，導致光子分辨率低，光子不均勻，一致性差等。第二是對于在不銹鋼表面進行激光彩色打標，現有的打標設備機理是基于化學方法發展而來，在待標記物的表層材料上通過熱致熔化作用施加激光束，一般都產生掛渣、裂紋、熱影響區等不良效果。第三是控制工藝參數如激光束脈寬、功率、離焦量、填充方式，延時參數等，產生不同厚度的氧化膜打標層，隨著不同的觀察角度變化，標記的圖案也會變幻出不同的顏色，但是整體均勻性很難控制，效果不一致性比較明顯。

還有其他激光彩色標記新技術是利用輔助材料實現，例如近期由德國研發出層壓材料組，包括外部層壓材料和內部層壓材料，其中外部層壓材料包括透明聚合物載體，在載體的一側上含有在紅外區的吸收最大值的紅外染料的彩色激光可標記層，這種層壓材料幾乎可用于所有常見打標材料。日本也出現一種可用于激光彩色標記的組合物及其制備方法。組合物組分包括：聚合物100重量份；激光打標粉的含量是0.05622重量份；溫感物質的含量是0.16210重量份。制備方法包括：將所述聚合物、激光打標粉、溫感物質在內的組分按所述組分配比熔融共混。通過添加溫感物質，利用在激光打標過程中產生的熱量，使溫感物質在一定的溫度下發生熱分解、氧化等反應，破壞原來的物質結構或生成一種新物質，同時產生一種新的顏色，這種顏色變化是單方向的，不可逆的，冷卻后不能恢復原色，因而可在產品上形成穩定的永久標記。但是這種方法對輔料材料的質量、分辨率、均勻性、渠道、甚至環保要求的限制比較大，而且也改變了不銹鋼材料本體的屬性，實際使用中還是不方便。

發明內容

有鑒于此，為了克服現有技術的不足，本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼彩色打標方法和系統。本發明方法無需對不銹鋼表面做特殊處理，能夠直接在不銹鋼表面打標形成均勻性高，一致性好的保護膜，在自然光下的不同角度進行薄膜反射，實現彩色效果，色彩逼真。

本發明提供一種綠光超快激光不銹鋼彩色打標的方法，所述方法包括步驟：

1)將不銹鋼置于工作臺上；

2)將激光器設于工作臺的一側；所述激光器為能夠發射鎖頻均勻能量單脈沖的綠光超快激光器；所述激光器的發射頻率為10KHz-200KHz之間的一定值；所述激光器發射的單脈沖能量為50-1000uJ，所述單脈沖能量的一致性為≤±5％，所述單脈沖寬度為1-15ps；

3)所述激光脈沖占空比可精確編輯；

4)所述激光器發射的超快激光，經過整形光路放大光束尺寸、再經過光束傳輸光路輸入到振鏡、再經過場鏡后聚焦在工作臺上的不銹鋼工件表面；

5)在軟硬件控制器的控制下，設置激光參數和加工參數，控制激光束X、Y、Z軸的移動，完成不銹鋼表面圖案的激光標刻形成保護膜，所述保護膜在自然光的不同角度下形成彩色標志。