雷射雕刻原理及应用

雷射雕刻 LaserCarve 原理及應用 內容大綱 一 雷射原理介紹二 雷射應用範圍三 雷射之種類 特徵與應用例四 YAG雷雕可加工材料五 雷射雕刻機台機構概述六 雷射雕刻頭構造七 認識雷射雕刻八 雷射雕刻作業焦距 九 雷射光束與材料間之交互作用十 雷射雕刻方式十一 雷射雕刻調整方式十二 雷射雕刻加工特性十三 雷射雕刻成品介紹十四 相關問題討論 一 雷射原理介紹 雷射是指藉由激勵放射進行光放大作用所產生的光線 雷射是一種光學振盪放大的光線 它輸出的所有光子具有相同的相位 方向與振幅 所以具有高強度 方向性 單光性與同調性等特質 二 雷射應用範圍 雷射技術迅速的發展 因此在許多方面獲得了廣泛的應用 應用實例包括IC包裝印碼 電腦鍵盤 行動電話按鍵 金屬產品 電子零件 衛浴設備 半導體晶片 條碼雕刻 汽車音響面板 金屬筆雕刻 禮品加工 掃描 雷射雷達 雷射位移計 雷射干涉儀 等 機械工業上雷射的運用日益普遍 究其用途 不外乎加工與量測兩大類 三 雷射之種類 特徵與應用例 三 雷射之種類 特徵與應用例 四 YAG雷雕可加工材料 五 雷射機台機構概述 六 雷射雕刻頭構造 七 認識雷射雕刻 所謂雷射雕刻為機械以雷射光在物體表面作雕刻之動作 依雷射光之功率的不同 及雷射光光束密度之不同 可以產生各種不同之效果雷射雕刻可將塑膠材質烤漆或電鍍之表面氣化 而顯現材質原色或讓其有透光效果 且雕刻層已達材質內部 故不會像印刷一樣 因經常觸摸而脫落 七 認識雷射雕刻 以金屬材質為例 不鏽鋼材質依含碳的程度 可以雕刻出不同黑顏色的字體 若含碳量很低 則可雕出霧面效果 與亮面的不鏽鋼相對應 八 雷射雕刻作業焦距 九 雷射光束與材料間之交互作用 十 雷射雕刻方式 點陣雕刻 點陣雕刻酷似高清晰度的點陣列印 雷射頭左右擺動 每次雕刻出一條由一系列點組成的一條線 然後雷射頭同時上下移動雕刻出多條線 最後構成整版的圖像或文字 掃描的圖形 文字及向量化圖文都可使用點陣雕刻 十 雷射雕刻方式 向量切割 與點陣雕刻不同 向量切割是在圖文的外輪廓線上進行 我們通常使用此模式在木材 壓克力 紙張等材料上進行穿透切割 也可在多種材料表面進行打標操作 十一 雷射雕刻調整方式 雕刻速度 雕刻速度指的是雷射頭移動的速度 通常用IPS 英寸 秒 表示 高速度帶來高的生產效率 對產品之影響 速度也用於控制切割的深度 對於特定的雷射強度 速度越慢 切割或雕刻的深度就越大 十一 雷射雕刻調整方式 雕刻強度 功率 雕刻強度指雷射光射到於材料表面雷射的強度 對於特定的雕刻速度 強度越大 切割或雕刻的深度就越大 對產品之影響 功率過小會使產品表面雕不乾淨 過大則會使塑膠表面熔融 表面處理一次加工與二次加工會使雷射雕刻產生變異性 十一 雷射雕刻調整方式 光斑大小 光孔 雷射光束光斑大小可利用不同焦距的透鏡進行調節 對產品之影響小光斑的透鏡用於高解析度的雕刻 大光斑的透鏡用於較低解析度的雕刻 十二 雷射雕刻加工特性 非接觸式加工 雷射光以非接觸的方式加工 不會汙染材料且不會造成夾具之磨耗與破損 容易自動化加工 簡單易學 操作容易 基本上可將其視為一部印表機或割字機 十二 雷射雕刻加工特性 低操作成本 操作 訓練容易 不需很專業的操作人員 也不需要常態性之耗材 所以操作成本很低 保養容易 平日只要注意清潔保養鏡片 不需複雜的保養程序 十二 雷射雕刻加工特性 快速 彈性生產 因為雷射本身可加工之材質種類很廣 絕大份的工作亦不需要夾具或治具 加上軟 硬體系統操作簡單 所以非常適合少量多樣產品加工和生產 聚焦點特性 聚焦點本身有一定之有效範圍 所以 可加工厚度稍不均勻或表面粗糙的材料 甚至是小弧面的材料 十二 雷射雕刻加工特性 雕刻時間 雕刻時間與圖案內容沒有太直接的關係 但是 與雕刻範圍大小成正比 例如 同一個雕刻範圍內有10個字或100個字的加工時間差不多 當然 較大的雕刻範圍所需的時間 就會比較小雕刻範圍的加工時間長 十二 雷射雕刻加工特性 精密度高 雷射聚焦點很小 只有0 01 0 02mm左右 一般雕刻使用0 04 0 06mm 視所雕刻之產品而定 可以視為一把反應速度的小刀 非常適合雕刻和切割小的文字或圖形 十三 雷射雕刻成品介紹 十三 雷射雕刻成品介紹 十三 雷射雕刻成品介紹 十四 相關問題 1 雷雕佈線與外框先後順序會影響雷雕區域邊緣 像鋸齒狀 等 最好外框功率大於佈線功率或是先雕佈線再雕外框 2 佈線光孔直徑最好不大於0 04mm 3 客戶所傳圖檔 在截點部位要修圖 以AutoCad最容易產生此問題 十四 相關問題 4 功率調整新舊機台功率輸出會有差異 新機功率會較大 5 先雕後鍍的圖案會有限制 必需留電鍍導通通道最小為0 025mm 化鎳光孔一般為0 04mm 功率為30 50 30W之機台功率 6 素材表面不可超過