杏彩体育:利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法

　　现有的在铝合金表面打标的工艺，通常包括如下步骤用激光在阳极层表面打标， 待显示白色后，再对打标后的铝合金阳极进行阳极处理；边打标边吹气，以在该阳极形成氧化膜保护层；增加特殊物质，激光照射后产生变化，形成对比鲜明的效果。但是，上述的加工方法存在一定的缺陷，主要体现在一是在激光作用区阳极层被完全除去，导致该区域的铝合金质金属层没有得到很好的保护，因此该区域容易被腐蚀，其强度很难保证；二是要加入辅助材料或进行二次处理，比较费时，不利于工业生产。

　　有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法，以使在打标的同时能够在阳极层打标区域形成致密的保护膜，而不需要破坏表面阳极层及阳极层的属性强度，即可形成光滑、颜色对比鲜明、没有触感的打标标记。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的

　　一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括红色指示灯，光路防护罩，还包括激光器、可调扩束镜、振镜头和光学透镜；其中 激光器，用于为激光加工材料表面提供光源；

　　振镜头，由电机和光学部件组合而成，用于利用电机带动镜片偏转式的激光按照电脑给定的指定位置进行定位；

　　光学透镜，用于使激光光束在某一平面聚焦到点的激光光斑特性一致； 光路防护罩，用于密封光路。其中，所述的激光器为脉冲激光器，其脉冲波长为IOOOnm llOOnm。所述的激光器的脉宽为2ns 20ns。—种利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，包括

　　C、当激光束透过可调扩束装置，经处理后的脉冲激光再通过光学透镜聚焦在所述铝合金的阳极层表面，利用所述激光器发出的激光束对铝合金的阳极层表面进行打标。本发明所提供的利用激光在铝合金阳极表层打标的设备及方法，具有以下优点 与现有的工艺相比，其打出的标记颜色为墨黑色，因此能使打标区域与非打标区域形成鲜明对比，而且能够在打标后的区域不破坏铝合金表面的阳极层，既保证了打标区域的强度， 又可有效避免被腐蚀。打标后的铝合金表面，外观漂亮，适合工业生产。

　　图1为打标后的铝合金板(如笔记本电脑外壳)示意图； 图IA为铝合金板经激光打标加工前后的放大效果对比图； 图2为本发明铝合金板经激光打标后的剖面结构示意图2A为图2所示材料经激光打标后的厚度测量数据示意图； 图3为本发明激光打标设备的结构示意图。主要部件符号说明

　　具体实施例方式下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。本发明的基本原理采用一种由纳秒级的激光器、可调扩束系统、检测系统和软件控制集成一体的专为铝合金表面阳极层打标的设备，利用该激光器发出的激光束对金属尤其是铝合金材料的阳极层表面进行打标，当激光束透过可调扩束装置，经处理后的脉冲光再通过光学透镜聚焦，利用软件控制，设置适当的速度、频率，最后在激光的作用下在铝合金的阳极层表面形成光滑的黑色效果。图1为打标后的铝合金板(如笔记本电脑外壳)示意图，如图1所示，在铝合金板1 的表面，打标后的区域非常明显，外壳非打标区域2，保持着铝合金的原样，打标区域3颜色呈黑色。用色差计检测L值为四 31，a值为0.6 0.96，b值为1. 5 2. 3。相比较其他的阳极膜区域其亮度较低，有非常鲜明的对比度。这里，采用L*a*b*色空间色主体表示法，其中L代表亮度，a*和b*是色度坐标。 a*和b*表示色方向+a*为红色方向，_a*为绿色方向，+b*为方向，_b*为蓝色方向。图IA为铝合金板经激光打标加工前后的放大效果对比图，如图所示，在放大500 倍的显微镜下，左侧加工前的区域比较粗糙，而右侧加工后的区域则相对比较平滑。从图中可以看出，打标后并没有破坏阳极层原有的底纹，用膜厚仪测量，打标区域的阳极层和没有打标区域阳极层厚度是一样的。进一步说明了这种激光打标技术没有破坏阳极层表面。图2为本发明铝合金板经激光打标后的剖面结构示意图，如图2所示，铝合金板上的阳极层表面4，打标区域3即激光加工区域的深度相比非打标区域约深Ium左右，阳极层 5的厚度约在5um 20um。可以看出，阻挡层6在激光加工的作用下，由于受热产生了微小的空穴，已经发生了晶相变化(可参考图1A)。基材7为铝材3-6各种系列的铝材料。图2A为图2所示材料经激光打标后的厚度测量数据示意图，如图所示，基材为铝材3 6各种系列的铝材料，经激光打标加工后，在材料表面阳极的表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5 20um，硬质阳极氧化膜厚度可达60 200um，激光正是作用在该层面改变了表面的颜色特性而不影响膜的特性的效果。图3为本发明激光打标设备的结构示意图；如图3所示的激光打标设备，主要包括激光器8、可调扩束镜9、红色指示灯10、振镜头11、光学透镜12、光路防护罩13共6个部件。其中

　　激光器8，采用红外激光光源，平均功率20W，峰值功率为1. 6kff,使用频率为500kHz的激光发生器，为激光加工材料表面提供光源。要在铝合金表面的阳极层打标出光滑而且黑的效果，对激光器的选择比较重要1)波长选择其波长必须对这种材料有比较好的吸收， 采用脉冲激光器，激光器波长IOOOnm IlOOnm之间。例如1064nm就比较合适。2)脉宽的选择该激光器的脉宽可在2ns 20ns之间调节。对于阳极层比较薄的，例如表面阳极层厚度在4um 7um，脉宽在20ns左右比较合适；若表面阳极层厚度在IOum 15um，则脉宽选择2ns左右比较合适。可调扩束镜9，用于将激光光源发出的光扩大，提高激光的传输特性以使其更好地将激光汇聚到材料表面。红色指示灯10，是一种小功率的发光激光器，通过红光斜反镜10将红光和激光的路径保持一致，用于定位指示。振镜头11，该部件是由电机和光学部件组合而成，用于利用电机带动镜片偏转式的激光按照电脑给定的指定位置进行定位。光学透镜12，用于使激光光束在某一平面聚焦到点的激光光斑特性一致。光路防护罩13，用于密封光路，避免光路镜片污染。其工作过程中，通过电脑控制激光的各种参数，以及对不同扩束倍数的调节，用激光振镜扫描利用透镜将激光汇聚到表面，形成阳极铝价的颜色变化，而保证不破坏掉阳极层的一种工作方式。在通常情况下，阳极层很容易破坏掉。而改变了材料的性能，使用这种方法能够解决材料性能不变化而颜色发生变化的特性。这种工艺方法能够替代传统的喷涂的方式。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

　　1.一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，包括红色指示灯，光路防护罩，其特征在于，该设备还包括激光器、可调扩束镜、振镜头和光学透镜；其中激光器，用于为激光加工材料表面提供光源；可调扩束镜，用于将激光源发出的光扩大，提高激光的传输特性以使其更好地将激光汇聚到材料表面；红色指示灯，用于定位指示；振镜头，由电机和光学部件组合而成，用于利用电机带动镜片偏转式的激光按照电脑给定的指定位置进行定位；光学透镜，用于使激光光束在某一平面聚焦到点的激光光斑特性一致；光路防护罩，用于密封光路。

　　2.根据权利要求1所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于，所述的激光器为脉冲激光器，其脉冲波长为IOOOnm llOOnm。

　　3.根据权利要求1或2所述的利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备，其特征在于， 所述的激光器的脉宽为2ns 20ns。

　　4.一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的方法，其特征在于，包括A、启动在铝合金阳极层表面打标的设备；B、根据被加工的铝合金的阳极层厚度，调整激光器的脉冲波长和脉冲宽度；C、当激光束透过可调扩束装置，经处理后的脉冲激光再通过光学透镜聚焦在所述铝合金的阳极层表面，利用所述激光器发出的激光束对铝合金的阳极层表面进行打标。

　　本发明提供了一种利用激光在铝合金阳极层表面打标的设备及方法，该设备包括用于为激光加工材料表面提供光源的激光器；用于将激光源发出的光扩大，以提高激光传输特性使其更好地将激光汇聚到材料表面的可调扩束镜；用于利用电机带动镜片偏转式的激光按照电脑给定的指定位置进行定位的振镜头；用于使激光光束在某一平面聚焦到点的激光光斑特性一致的光学透镜；以及用于密封光路的光路防护罩。启动该设备，根据被加工的铝合金的阳极层厚度，调整激光器的脉冲波长和脉冲宽度，对铝合金的阳极层表面进行打标。利用本发明进行打标，可在阳极层形成致密的保护膜，且不破坏阳极层表面，也不改变其属性强度。