产品激光标刻工艺知识简介2015-5-12

1、激光标刻(镭刻)工艺知识简介2015年5月22日1一、基本概念镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭 雕 原 理 及 应 用镭雕基本概念镭雕：又名激光雕刻、激光打标、镭射打标。是用激光束在各种不同的物质表面打上永久性标记。镭雕的效应是通过表层物质的蒸发露出深层物质，或是通过光能导致表层物质的化学物理变化而“刻”出痕迹，或者是通过光能烧掉部分物质，显出所刻腐蚀的图形、文字等标识、标记的一种工艺方法。2一、镭雕原理镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭 雕 原 理 及 应 用镭雕基本概念镭雕原理：利用激光器发射高强

2、度聚焦激光束在焦点处按预定的轨迹作用于机械零部件,电子元器件,仪器仪表等需要进行标记的工件表面,使表层材料达到瞬间汽化或发生化学变化改变颜色,刻蚀出具有一定深度或颜色的文字,图案等永久性标记。目前公认的原理有两种： “热加工”:具有较高能量密度的激光束照射在加工材料表面上材料表面吸收激光能量在热斑区域内发生热激发过程从而使材料表面温度上升，产生变态、熔融、烧蚀、蒸发等现象。 “冷加工”:具有很高负荷能量的(紫外)光子，能够打断材(特别是有机材料)或周围介质内的化学键，至使材料发生非热过程破坏。 因而对被加工表面的里层和附近区域不产生加热或热变形等副作用。镭雕工艺特点：1图案永久性保存。不因环境

3、因素影响而消退，仿伪性强2. 属于非接触式加工，不损伤产品。3. 图案自由编辑，实现自动控制。可以一次标出一个或多组字符，图案。4.加工成本低。雕刻速度快，效率高，适用于批量加工5.可实现微小标记,图案清晰、美观。6.镭雕质量好。过程控制精度高，定位准确。3镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭 雕 原 理 及 应 用标刻机组标刻机组成图成图计算机控制 (外部输入)主 机 (激光产生装置）打标信号输入/输出冷却系统去离子水激光激光头聚焦工作平台抽风系统排尘电控箱电控信号二、镭雕工作机理打标程序信号电路集成块检流计(X,Y)改变反射镜的角度改

4、变激光的方向 从而在工作台面打出相应的图形(即过程控制)传输信号放大激光工作平台标刻区载yx镭雕工作原理图4镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭 雕 原 理 及 应 用步骤1：激光标刻机三、镭雕工艺过程描述步骤2：标刻图案及参数设计步骤3：装夹标刻冶具步骤4：调整冶具标刻位置步骤6：执行激光标刻步骤5：调整激光焦距步骤7：激光标刻后工件案例展示5镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭 雕 原 理 及 应 用 可在于不同底材；不同表面(如基材、镀层、涂层)处理形式；不同形状的物体表面形成

5、以下线条轮廓、文字、标识、花纹、图案等：1、LOGO标识；2、花纹、图案；3、指示性标识；4、其它如批号、OE码、二维码等适用材料：主要用于金属、合金及氧化物，ABS、环氧树脂、油墨等。如铝合金,钛合金,不锈钢,PC/ABS等。应用行业：应用于电子元器件、五金制品、工具配件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、医疗器械等行业。普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物，特殊表面处理（磷化、铝阳极化、电镀、喷涂、双色注塑表面），ABS料（电器用品外壳，日用品）油墨（透光按键、印刷制

6、品），环氧树脂（电子元件，绝缘层）。镭雕功能镭雕用途镭雕功用6一、镭雕技术发展史镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识1900 普朗克提出原子能阶不连续概念1905 爱因斯坦提出光量子假说1917 提出受激辐射(Stimulated Emission)理论1954 Townes等以NH3制出第一部微波量子放大器1958 Townes & Schawlow提出激光的可行性1960/5 Maiman于美国休斯公司实验室制造出第一具红宝石激光器1960/11 第一具He-Ne Laser1962 半导体激光、玻璃激光1964 Co2激光、YAG激光、染料激光、氩离子激光镭雕技术发展史应用

7、镭雕功用镭雕基本概念镭 雕 原 理 及 应 用7二、镭雕设备镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识镭雕技术发展史及设备镭雕功用镭雕基本概念镭 雕 原 理 及 应 用一、按照工作原理划分灯泵浦YAG激光镭雕机CO2激光镭雕机光纤激光镭雕机半导体泵浦YAG激光镭雕机二、激光雕刻按雕刻方式不同可分为点阵雕刻和矢量切割。8镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人人机机料料法法环环测测一、镭雕人员资质要求工艺要求岗位要求任职条件适用对象人1.入职前经过岗前培训，具备镭雕工艺基础知识；2.具备自检能力；3.具备现场7S管理等素养；1.具备计算机应用基础知识；2.具备平面绘图能力；1

8、.生产技术员；2.检验员；3.镭雕工；9二、镭雕工艺装备要求镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识工艺要求 工艺装备名称功能介绍工艺规范/要求防护/维护机镭雕设备：激光标刻机激光发射器，执行图案标刻1严禁无水或水循环不正常情况下启动激光电源; 2注意开关机顺序，在关机时必须把电流调节到5A左右； 3注意打标机幅面不得超过工作幅面； 1、设备日常点检；2、设备分级保养冶具设计：镭雕冶具(辅具)定位和固定工件,保证镭雕图案位置一致性1、治具尺寸须精确,不可使产品晃动；2、定位结构考虑防错、3、易于工件取放4、避免工件表面损伤；1、日常点检；2、工装定期维护；周转器具：周箱盒/吸塑盒用于

9、摆放工件，预防镭雕图案受损1抗撞击、抗跌落、抗变形；2易于工件摆放；3边界无棱角定期清洗、除尘，除污渍人人机机料料法法环环测测10三、镭雕材料与辅料镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识工艺要求材料名称功能介绍工艺规范/要求防护/维护料基材材料：1非金属：PA/ABS/POM/PVC/PF/PC等)2金属：锌合金/冷轧板/不锈钢等通过激光热效应去除基材表面材料完成图案雕刻按基材材质不同选择不同标刻参数；需工艺验证表面处理件：1电镀件：镀镍/镀铬/镀锌/电泳等；2表面喷涂件：各种颜色油漆通过激光热效应去除工件表面镀层或涂层材料，完成图案雕刻按表面处理颜色不同，选择相应适宜的标刻参数：

10、需工艺验证人人机机料料法法环环测测11四、镭雕工程措施及规范镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人人机机料料法法环环测测工艺要求 顾客要求工程措施技术规范/指标技术标准化法图案与标识符合法规要求(含顾客特殊要求)产品设计：1线条轮廓尺寸设计2外观颜色要求；1执行相关标准:GB4094-19992图案形位尺寸产品图样图案美观、布局合理工艺设计：标刻图案设计标刻图案文本格式固化镭雕图案图案完整、清晰、一致性好工艺设计：标刻工艺参数；1电流值或功率值：2频率值：3速度值4标刻图案填充方式及标刻次数1控制计划(含检验)2作业指导书(含检验)生产安全工艺设计：1防灼伤(眼睛/皮肤)2防有毒

11、粒子或气体 1佩带防护眼镜2设置排烟系统相关作业规范12镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人人机机料料法法环环测测工艺要求作业环境功能介绍工艺规范/要求备注环现场照明满足镭雕目视检查：1操作者：自检2检验员：首、巡松检、完工检1目测光源:30-40w白炽日光灯或标准光源箱；2距离被检产品60cm左右；镭雕设备自带现场温度满足设备防护要求540；周围无发热体；/现场湿度满足设备防护要求相对湿度：3080%（无冷凝）/现场工艺布局1符合最佳人机工程；2符合最佳物流控制；1符合7S管理2有通风设备，无强烈振动及电磁干扰/现场防尘等级改善镭雕外观质量防尘等级5。不能完全防止尘埃进入，但

12、进入的灰尘量不得影响设备的正常运行，不得影响安全； 顾客有要求时按顾客要求执行五、镭雕作业环境要求四、镭雕工程措施及规范13六、检测控制镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识人人机机料料法法环环测测工艺要求 检验项目检验内容及标准检验方法备注测外观检查非喷漆件1图案及颜色符合顾客要求；2图案清晰、美观；位置正确；目视检查技艺样品/喷漆件1图案及颜色符合顾客要求；2图案清晰、美观；位置正确,无漆层残留;3图案无肉眼观测到的标记缺陷如发黑、发黄、发白、焦斑等缺陷；4零件保护层标刻后，在标准光源箱中检测，背光颜色及透光性符合技艺样品。 标准光源箱目视检查技艺样品/14移印工艺过程管控常见

13、失效模式及改进措施移印基础知识序号 失效模式失效机理改进措施1按钮标刻不干净标刻速度过快降低速度功率过小增大功率按钮喷漆过厚调整标刻工艺参数扫描频率小增加标刻频率标刻图案填充密度过低重新调整图案填充密度标刻次数少增加标刻次数常见失效模式15移印工艺过程管控常见失效模式及改进措施移印基础知识序号 失效模式失效机理改进措施2按钮烧焦标刻速度过慢提高标刻速度功率过大降低功率按钮基材疏松改善基材注塑工艺参数喷漆厚度不均匀控制零件喷漆厚度一致性图案填充密度过密重新调整填充密度常见失效模式16移印工艺过程管控常见失效模式及改进措施移印基础知识序号失效模式失效机理改进措施3按钮标刻后颜色偏差基材发黄改善基材

14、注塑控制，防止发黄按钮喷基材疏松改善基材注塑工艺常见失效模式17镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识序号 失效模式失效机理改进措施4图案标刻深度偏浅镜头灰尘太多作业前擦拭激光镜头激光功率小,速度太快重新设置参数,加大功率,速度变慢焦距过大调整合适焦距常见失效模式18镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识序号 失效模式失效机理改进措施5图案标刻位置偏移工件未安放到位岗前培训，并实施首、巡检及操作工自检标刻图案位置参数不正确重新调整标刻图案位置参数冶具定位不准确或未实施定位防错调整冶具定位量测方法不正确改善量测方法常见失效模式19镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕

15、基础知识序号 失效模式失效机理改进措施6字体缺损，字形有锯形，毛边很严重打标速度过快放慢打标速度标刻时间短激光打标中间延迟时间过短标刻图案制作变形导图过程中字体变形标刻图案修图产生毛边修图中图档有毛边等常见失效模式20镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识序号 失效模式失效机理改进措施7字体鼓起气泡喷漆件结合力差喷漆件基材表面有油污，喷漆件基材需作除油处理标刻功率过大降低标刻功率常见失效模式21镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识序号 失效模式失效机理改进措施8印刷颜色雕穿，针孔透光等打标速度慢加快打标速度标刻时间与频率不匹配放射时间和频率的匹配的调整标刻功率过大降低标刻功率图案填充密度过密重新调整填充密度常见失效模式22镭雕工艺过程管控常见失效模式及改进措施镭雕基础知识序号失效模式失效机理改进措施9字体粗细不一，同一产品上相同字符粗细不一样，或者是同一字体左右上下对称字体粗细不一。导出标刻图案时未对图形进行校核在Corel DRAW修改图档，偏细或偏粗标刻功率与频率不匹配调整功率大小或频率匹配标刻图案修图线条粗细未与顾客定义清楚粗细度保证在客户定义的标准以内常见失效模式2