CN106041311A - 一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，采用光纤激光器对不锈钢装饰板进行激光刻纹，所述光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制；通过对激光器能量大小的改变，频率的控制，使得不锈钢装饰板表面发生高温物理或化学的变化形成各种颜色,使得最终得到的图案呈现3D效果。

Description

一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢装饰板的图案雕刻方法，具体涉及一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法。
背景技术
现有的不锈钢装饰板雕刻出来的图案简单，色彩单一，且对于厚度要求很高，对于薄款的不锈钢装饰板雕刻图案比较困难，成功率较低。
发明内容
本发明提供一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，采用激光刻纹的工艺，使得产品款式更加丰富，别具创意、更显高雅，并明显提升档次。且刻纹部位没有明显色差，过度平滑。
技术方案：一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，采用光纤激光器对不锈钢装饰板进行激光刻纹，所述光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制；通过对激光器能量大小的改变，频率的控制，使得不锈钢装饰板表面发生高温物理或化学的变化形成各种颜色,使得最终得到的图案呈现3D效果；所述激光器能量大小、频率和产生颜色之间的对应关系：重复频率1-1000KHZ可调，光学质量(M2)小于1.5，光电效率30％，波长0-1064nm，重复频率与波长比值关系能直接反应颜色从浅至深，渐变色的过程。
进一步的，每段波长对应颜色，0-600是蓝色，600-900是红色。
进一步的，所述光纤激光器激光驱动力100W，激光头总功率1000W，激光刻纹深度0.12mm,能刻纹的最薄不锈钢板厚度为0.6mm。
进一步的，所述光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制，连接误差为±0.01mm，激光头运行速度为0.6-0.8m/s。
进一步的，所述光纤激光器采用8-12个激光头，所有激光头同时压下时与不锈钢装饰板距离在4.5-5.5mm之间。
进一步的，所述光纤激光器的激光管采用水冷方式，每个激光管及高压包使用寿命大于2000小时。
进一步的，所述不锈钢装饰板,在激光刻纹加工前，需除油、除水、表面使用白纸隔开，之后放入光纤激光器内进行激光刻纹。
进一步的，对于厚度为0.6mm的不锈钢装饰板,在激光刻纹加工前，先除油、除水、表面使用白纸隔开，之后放入光纤激光器内进行激光刻纹，激光刻纹时，光纤激光器激光能量为单位脉冲0.5焦耳，脉宽20ns，重复频率20HZ，光斑直径5um，能量密度：2.546J/cm2，平均功率50.3W/cm2，峰值功率密度1.27E±08W/cm2；第一遍Z轴激光头进给量0.08mm，第二遍Z轴激光头进给量为0.12mm。
有益效果：
1、激光刻纹深度在0.12-0.5mm，同一板面可以深度不一致。
2、刻纹部位没有明显色差，过度平滑。
3、产品表面每500mm*500mm内，直径达到0.3mm的疵点数量不得超过3个，且轻微不醒目。
4、产品表面无翘曲变形，无划伤、折痕、凹凸、毛刺、油污、指纹等缺陷
具体实施方式
激光刻纹是利用高能量密度的激光束直接在各种材料或产品上,使其表面发生物理或化学的变化,从而获得任意复杂且清晰细腻的图案的标记方式。高能量的激光束聚焦在材料表面上，使材料迅速汽化，形成凹坑。随着激光束在材料表面有规律地移动同时控制激光的开断，激光束也就在材料表面加工成了一个指定的图案，同时可控制雕刻图文的深浅，是一种现代工艺同高科技结合的新型印制及加工方法，产品经激光刻纹后，将使产品款式更加丰富，别具创意、更显高雅，并明显提升档次。
本发明实施例主要研究的内容：
1、激光能量的控制
采用全世界最先进的光纤激光器，激光驱动力100W，激光头总功率1000W，激光刻纹深度0.12mm,能刻纹的最薄不锈钢板厚度为0.6mm。
2、三维控制X，Y，Z方向的控制量
光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制，连接误差为±0.01mm，激光头运行速度0.7m/s可调节。
3、颜色的控制
采用激光器能量大小的改变，频率的控制，高温物理或化学的变化形成各种颜色,呈现3D效果。能量大小、频率和产生颜色之间的对应关系：重复频率1-1000KHZ可调，光学质量(M2)小于1.5，光电效率30％，波长0-1064nm，重复频率与波长比值关系能直接反应颜色从浅至深，每段对应波长跨颜色,比如：0-600是蓝色，600-900是红色等，渐变色过程。
4、激光头的使用寿命
采用10个激光头，同时压下与板面距离控制在5mm之间，激光管采用水冷方式，每个激光管及高压包使用寿命保证在2000小时，保证激光刻纹板无明显变形。
本发明的关键技术
1、激光能量与板材变形量控制
最薄不锈钢板厚度为0.6mm,激光能量为单位脉冲0.5焦耳，脉宽20ns，重复频率20HZ，光斑直径5um。能量密度：2.546J/cm2，平均功率50.3W/cm2，峰值功率密度1.27E±08W/cm2。
2、不锈钢板的原材料
不锈钢板在激光刻纹加工前，对不锈钢表面需除油、除水、表面使用白纸隔开，防止擦伤,确保板材进入设备时是平行、平整状态。
3、Z轴激光头进给量的控制
激光头压下量与X轴、Y轴之间的匹配关系,0.6mm不锈钢板第一遍0.08mm；第二遍达到0.12mm。越厚板能量越小，变形量也越小。
本发明能够达到的主要技术指标
1、激光刻纹深度在0.12-0.5mm，同一板面可以深度不一致。
2、刻纹部位没有明显色差，过度平滑。
3、产品表面每500mm*500mm内，直径达到0.3mm的疵点数量不得超过3个，且轻微不醒目。
4、产品表面无翘曲变形，无划伤、折痕、凹凸、毛刺、油污、指纹等缺陷。

Claims (8)

1.一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，采用光纤激光器对不锈钢装饰板进行激光刻纹，所述光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制；通过对激光器能量大小的改变，频率的控制，使得不锈钢装饰板表面发生高温物理或化学的变化形成各种颜色,使得最终得到的图案呈现3D效果；所述激光器能量大小、频率和产生颜色之间的对应关系：重复频率1-1000KHZ可调，光学质量小于1.5，光电效率30％，波长0-1064nm，重复频率与波长比值关系能直接反应颜色从浅至深，渐变色的过程。
2.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，每段波长对应颜色，0-600是蓝色，600-900是红色。
3.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，所述光纤激光器激光驱动力100W，激光头总功率1000W，激光刻纹深度0.12mm,能刻纹的最薄不锈钢板厚度为0.6mm。
4.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，所述光纤激光器的激光头三维方向采用伺服系统控制，连接误差为±0.01mm，激光头运行速度为0.6-0.8m/s。
5.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，所述光纤激光器采用8-12个激光头，所有激光头同时压下时与不锈钢装饰板距离在4.5-5.5mm之间。
6.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，所述光纤激光器的激光管采用水冷方式，每个激光管及高压包使用寿命大于2000小时。
7.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，所述不锈钢装饰板,在激光刻纹加工前，需除油、除水、表面使用白纸隔开，之后放入光纤激光器内进行激光刻纹。
8.根据权利要求1所述的一种激光刻纹不锈钢装饰板的方法，其特征在于，对于厚度为0.6mm的不锈钢装饰板,在激光刻纹加工前，先除油、除水、表面使用白纸隔开，之后放入光纤激光器内进行激光刻纹，激光刻纹时，光纤激光器激光能量为单位脉冲0.5焦耳，脉宽20ns，重复频率20HZ，光斑直径5um，能量密度：2.546J/cm2，平均功率50.3W/cm2，峰值功率密度1.27E±08W/cm2；第一遍Z轴激光头进给量0.08mm，第二遍Z轴激光头进给量为0.12mm。
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