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技术动态

不锈钢激光打彩原理介绍

2020-06-17 返回列表

        1999年,Ann Marie Carey在铌碗上进行了激光彩色打标的初步尝试,使金属工艺品和珠宝的激光彩色打标变得切实可行。此后,激光彩色打标的应用范围不断扩大,也成为增加产品附加值的一种新型工艺手段。

        在彩色不锈钢层出不穷地应用于建筑、汽车、工艺美术等领域的今天,激光彩色打标为人们提供了一种全新、高效的解决方案。化学着色、电化学着色等传统制备彩色不锈钢的方法能耗高、污染大、难于实现精细着色,相比之下,激光打标绿色、高效、柔性高、可永久保留,不锈钢激光彩色打标具有独到的优势。

        不锈钢显色原理

        不锈钢材质在激光热源的作用下,表面生成有色氧化物,或是生成一层无色透明的氧化膜,由于光的薄膜干涉效应而呈现各种颜色,这是不锈钢彩色打标的基本原理。不锈钢中的金属元素氧化后的产物本身也会呈现颜色。

        氧化物颜色

        不锈钢中的金属元素氧化后的产物本身会呈现颜色。下表为不锈钢表层经激光作用氧化后几种主要氧化物的颜色。


        氧化薄膜干涉

        在合适的激光能量作用下,不锈钢表面会形成一层无色透明的氧化物薄膜,这层薄膜会产生光干涉现象。


        如上图所示,光线1的反射光线1’与光线2折射后的反射光2’重合,形成干涉光束。而白光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色组成的复合光,当发生光干涉现象后,某一种颜色的光波振动加强,氧化膜就呈现出该颜色的光。

        加工参数

        功率是能够影响激光单脉冲输出最主要最直观的控制变量,经过测试后发现,在不锈钢打彩时,频率在和脉宽进行“较量”,频率这一参数对色彩变化的影响更为丰富些。


        功率由小增大,在不锈钢上表现出来的颜色呈现出很规则的变化特征:黄色,红色,蓝色,绿色直至绿色慢慢变深。


        随着频率功率的变化,色彩变化呈现出一定的规律。这种规律在改变填充间距时,也一样适用。至此可以看到,填充的变化对应颜色的改变作用显得较小,而更多的色彩变化是由频率及功率所带来的作用。

        MOPA激光器优势则在于它的脉宽和频率为独立可调,调整其中一项并不会影响其他激光参数,这是Q-switch结构激光器所不具备,因而MOPA激光器更适合用来完成激光打彩加工。

        特别推介


        华工激光推出精细系列光纤激光打标机,采用先进的MOPA激光器,脉宽、频率单独可调,能实现更好的不锈钢打彩效果,广泛应用于3C、汽车、医疗、家用电器、机械五金等行业。


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