CN108213734A - 一种制作不锈钢标识的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施方式公开了一种制作不锈钢标识的方法，包括：S1：将所述不锈钢薄板的亮面朝下放置在切割工作台上；S2：对所述不锈钢薄板进行激光切割，形成标识部分和废料部分，所述废料部分为一体化结构，所述不锈钢薄板覆盖的防护膜保持完整；S3：在所述不锈钢薄板丝面的胶层上贴上防粘纸；S4：将所述废料部分去除，然后在所述标识部分的亮面覆盖防护膜。通过上述方式，本发明实施方式能够通过利用激光对不锈钢薄板的切割避免了机械方法对不锈钢薄板的接触应力造成的损失，以及在切割加工过程中因热加工机制产生微裂纹、挂渣、变形等问题。

Description

一种制作不锈钢标识的方法和设备

技术领域

本发明实施方式涉及激光切割领域，特别是涉及一种不锈钢标识的方法和设备。

背景技术

不锈钢具有良好的物理化学性能、优异的机械性能，而不锈钢字具有不生锈、使用寿命长，有丝面和亮面区分，具有较强的立体感和庄重感，质量轻、厚度随意等特点，广泛用于各种标识标志、楼宇提示标识、各种高档品牌标识的户内外应用，以及大量现代化办公室的标识。随着现代工业产品朝着高强度，轻型化、高性能方向发展，不锈钢标识切割方法也朝着精密、高效、灵活的方向发展。激光切割具有切缝窄、热影响区小、效率高，切边无机械应力等优点，已成为不锈钢标识精密加工的重要方法。

现有的不锈钢标识切割一般都采用冲压的方法，采用刀具进行机械切割。这种切割方式由于冲击压力不易控制，较易损伤不锈钢的亮面，并且易使较薄不锈钢材料变形，切割边缘毛刺较多，尖角处效果尤为不佳，最终影响切割的精度和效果，良品率低，此外刀具属于耗材，浪费严重。

发明内容

本发明实施方式主要解决的技术问题是提供一种制作不锈钢标识的方法和设备，能够避免了机械方法对待切割工件的接触应力损失的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的一个技术方案是：一种制作不锈钢标识的方法，不锈钢薄板包括亮面和丝面，包括：S1：将所述不锈钢薄板的亮面朝下、丝面朝上放置在切割工作台上，其中，不锈钢薄板的亮面贴有防护膜、丝面贴有胶层；S2：对所述不锈钢薄板进行激光切割，其中，所述不锈钢薄板被切透，形成标识部分和废料部分，所述废料部分为一体化结构，所述不锈钢薄板覆盖的防护膜保持完整；S3：取下所述不锈钢薄板，在所述不锈钢薄板丝面的双面胶上贴上防粘纸，然后撕下所述防护膜；S4：将所述废料部分去除，然后在所述标识部分的亮面覆盖防护膜。

优选地，所述S2具体包括：对切割后的所述不锈钢薄板进行除尘处理。

优选地，所述S2具体包括：所述激光对所述不锈钢薄板进行多次切割，每次切割的路径相邻且平行，多条切割路径组合使所述不锈钢薄板上形成较宽切缝。

优选地，切割的次数为1-10次，相邻切割路径之间的间距为10-15um。

优选地，所述激光器为固体紫外激光器。

优选地，所述激光器的功率为10W—30W，其发射激光的波长为355nm，脉宽范围为20ns—100ns。

优选地，所述不锈钢薄板的厚度为0.15mm-0.3mm。

为解决上述技术问题，本发明实施方式采用的另一个技术方案是：一种制作不锈钢标识的设备，包括：激光器、振镜扫描系统、激光聚焦系统、光学传导系统和控制系统；所述激光器射出的光束通过光学传导系统反射进入振镜扫描系统，然后再反射到激光聚焦系统聚焦成小光斑，振镜扫描系统利用小光斑进行切割；所述控制系统与所述激光器连接，所述控制系统包括采集模块、规划模块和发射模块，所述规划模块与采集模块和发射模块均连接。

优选地，所述设备还包括双轴移动平台和吸附装置，所述双轴移动平台位于所述振镜扫描系统的下方，所述吸附装置固定于双轴移动平台上，所述吸附装置用于固定待切割工件。

优选地，所述设备还包括除尘装置，所述除尘装置设于所述双轴移动平台上方并位于所述振镜扫描系统的下方，用于对切割中的工件进行吹气除尘。

本发明实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施方式提供一种制作不锈钢标识的方法和设备，通过利用激光对不锈钢薄板的切割避免了机械方法对不锈钢薄板的接触应力造成的损失，以及在切割加工过程中因热加工机制产生微裂纹、挂渣、变形等问题；在切割之前在不锈钢薄板的亮面贴上防护膜，可以防止不锈钢薄板的亮面受到损伤，激光切割后的废料部分是一体的，这样有利于废料的去除，提高了效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种制作不锈钢标识的方法的流程图；

图2是实施例提供的一种制作不锈钢标识的设备的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1，本发明实施方式提供一种制作不锈钢标识的方法，不锈钢薄板的亮面贴有防护膜、丝面贴有胶层，包括：

S1：将所述不锈钢薄板的亮面朝下、丝面朝上放置在切割工作台上，其中，不锈钢薄板的亮面贴有防护膜、丝面贴有胶层；

不锈钢薄板分正反两面，正面就是在做成标识后附在商品或物体上后朝外的一面，本发明实施例中的亮面也就是正面，丝面就是反面。

在不锈钢薄板的亮面贴上防护膜不仅可以防护亮面不被损坏，在切割完成之后，还可以防止不锈钢薄板切断由于掉落产生应力破坏切割边缘效果，并且方便不锈钢薄板后续的处理和放置。

在不锈钢薄板切割后贴胶层不方便，所以要在切割之前将胶层贴好。

所述不锈钢薄板的厚度为0.15mm-0.3mm，另外，本发明的方法不仅适用于不锈钢的加工，还是用铝片、铝合金薄片等的加工。

S2：对所述不锈钢薄板进行激光切割，其中，所述不锈钢薄板被切透，形成标识部分和废料部分，所述废料部分为一体化结构，所述不锈钢薄板覆盖的防护膜保持完整；

在本发明实施例中，采用的激光器优选为固体紫外激光器，其功率为10W—30W，发射激光的波长为355nm，脉宽范围为20ns—100ns，通过利用较小的脉冲宽度和较短的波长以非接触方式实现不锈钢薄板的切割，由于其波长短，光斑小，热影响区域小，避免了机械方法对不锈钢薄板的接触应力造成的损失，以及在切割加工过程中因热加工机制产生微裂纹、挂渣、变形等问题，防止在切割边缘处产生毛刺和不锈钢薄板亮面易损伤变形，获得高精度和高质量的切割加工效果。

通过设置激光切割的参数，可以使激光在切割时不对防护膜进行切割，这样在后续还可以二次利用。

S3：取下所述不锈钢薄板，在所述不锈钢薄板丝面的胶层上贴上防粘纸，然后撕下所述防护膜；

S4：将所述废料部分去除，然后在所述标识部分的亮面覆盖防护膜。

由于在切割过程中，不锈钢薄板切割成标识部分和废料部分，而废料部分是一体的，所以只需手动撕下废料部分即可，标识部分则不会受到任何影响。

需要说明的是，此时贴上的防护膜可以是之前撕下的防护膜，如果在切割过程中不小心破坏了防护膜，可以更换新的防护膜。

在本发明实施例中，通过利用激光对不锈钢薄板的切割避免了机械方法对不锈钢薄板的接触应力损失，以及在切割加工过程中因热加工机制产生微裂纹、挂渣、变形等问题；在切割之前在不锈钢薄板的亮面贴上防护膜，可以防止不锈钢薄板的亮面受到损伤，激光切割后的废料部分是一体的，这样有利于废料的去除，提高了效率。

具体的，所述步骤S2具体包括：

S21：对切割后的所述不锈钢薄板进行除尘处理；

通过对切割后的所述不锈钢薄板进行除尘处理，使得加工过程更加环保节能。

进一步地，激光在切割的过程中采用了多次切割的方式，具体的，所述S2还包括：

所述激光对所述不锈钢薄板进行多次切割，每次切割的路径相邻且平行，多条切割路径组合使所述不锈钢薄板上形成较宽切缝；由于紫外激光器的聚焦光斑约为10-20um，聚焦光斑作用下，高能量激光能量产生气化融化形成的切缝很窄，窄切缝会使溶渣堆积阻碍激光入射与吸收，不利于激光切割，故本发明采用多条切割路径组合方式进行切割，即多条切割线条组合在一起，线条数目为1—10条，间距为10—15um，以扩大切缝宽度，可实现对不同厚度的待切割工件进行切割加工，提高了切割效率。

每次进行路径切割时，采用的功率及脉冲都是相同的。通过多条切割路径组合方式进行切割，以扩大切缝宽度提高切割效率，优化切割效果。

请参阅图2，图2是一种使用上述制作不锈钢标识方法的设备的示意图，需要说明的是，在图2中，带箭头的连接线表示的激光光束传输方向，包括：激光器1、振镜扫描系统2、激光聚焦系统3、光学传导系统4和控制系统5；所述激光器1射出的光束通过光学传导系统4反射进入振镜扫描系统2，然后再反射到激光聚焦系统3聚焦成小光斑，振镜扫描系统2利用小光斑进行切割；所述控制系统5与所述激光器1连接，所述控制系统5包括采集模块51、规划模块52和发射模块53，所述规划模块52与采集模块51和发射模块53均连接。

所述采集模块51用于采集不锈钢薄板上需切割的位置信息，所述规划模块52用于根据切割的位置信息进行激光切割的路径规划，发射模块53用于控制激光器1发射激光。

所述设备还包括双轴移动平台6和吸附装置7，所述双轴移动平台6位于所述振镜扫描系统2的下方，所述吸附装置7固定于双轴移动平台6上，所述吸附装置7用于固定待切割工件。双轴移动平台6使安装在工作平台上的，可以在工作平台上移动，进而可以带动待切割工件进行移动，所述双轴移动平台6上设置有夹具(图未示)，所述夹具用来固定吸附装置。

所述设备还包括除尘装置8，所述除尘装置8设于所述双轴移动平台6上方并位于所述振镜扫描系统2的下方，用于对切割中的工件进行吹气除尘。所述除尘装置8内装有吹气口和除尘壁(图未示)，双轴移动平台6的上表面与除尘装置8的下表面相距一定距离，待切割不锈钢薄板的亮面水平吸附于双轴移动平台6的上表面，使得不锈钢薄板的丝面朝上待切割，吹气口吹出的气体方向与不锈钢薄板的上表面平行，且气体贴在不锈钢薄板的上表面流动，除尘壁在除尘装置8上四壁环绕，所除的粉尘通过除尘壁通道排出，除尘装置8的高度以及双轴移动平台6的平面高度可根据不锈钢薄板的厚度进行设定或调整。

本发明实施例的不锈钢标识切割设备的切割原理为：通过激光器1发射激光束，发射的激光束经过光学传导系统4后入射至振镜扫描系统2，通过振镜扫描系统2对激光束进行聚焦处理，使激光束在双轴移动平台6上吸附的不锈钢薄板内部形成光斑，并利用聚焦光斑对不锈钢薄板进行切割；振镜扫描系统2对于不同厚度的不锈钢薄板可设定相应的工艺参数进行切割，工艺参数包括激光频率、激光功率、切割速度及焦点位置等；激光切割过程中，高能量密度的激光束聚焦到不锈钢薄板内部，部分光束能量被反射，剩余部分被不锈钢薄板吸收，不锈钢薄板温度迅速上升至融化乃至气化温度，在切割区域产生融化和气化现象，并且有粉尘产生，除尘装置8用于排除粉尘，在不锈钢薄板深度方向上逐层切割，形成切缝，最终在对切缝周围影响极小的情况下，达到切割边缘光洁整齐、切割质量好的精密加工。

在切割过程中，通过双轴移动平台6上的吸附装置7使不锈钢薄板水平固定，出射激光穿过除尘装置8后切割除尘装置8覆盖区域的不锈钢薄板，此区域切割完成后，双轴移动平台6移动，切割下一个区域，如此循环，直到将双轴移动平台6平板上的所有不锈钢薄板切割完成；切割过程中要求不锈钢薄板完全切透，而不锈钢薄板亮面贴的防护膜保持完整。

在本发明实施例中，通过利用激光对不锈钢薄板的切割避免了机械方法对不锈钢薄板的接触应力损失，以及在切割加工过程中因热加工机制产生微裂纹、挂渣、变形等问题；同时还利用除尘装置对切割工件进行除尘，使得加工过程更加环保节能。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种制作不锈钢标识的方法，不锈钢薄板包括亮面和丝面，其特征在于，包括：

S1：将所述不锈钢薄板的亮面朝下、丝面朝上放置在切割工作台上，其中，不锈钢薄板的亮面贴有防护膜、丝面贴有胶层；

S2：对所述不锈钢薄板进行激光切割，其中，所述不锈钢薄板被切透，形成标识部分和废料部分，所述废料部分为一体化结构，所述不锈钢薄板覆盖的防护膜保持完整；

S3：取下所述不锈钢薄板，在所述不锈钢薄板丝面的胶层上贴上防粘纸，然后撕下所述防护膜；

S4：将所述废料部分去除，然后在所述标识部分的亮面覆盖防护膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2具体包括：

对切割后的所述不锈钢薄板进行除尘处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2具体包括：

所述激光对所述不锈钢薄板进行多次切割，每次切割的路径相邻且平行，多条切割路径组合使所述不锈钢薄板上形成较宽切缝。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

切割的次数为1-10次，相邻切割路径之间的间距为10-15um。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述不锈钢薄板的厚度为0.15mm-0.3mm。

6.一种使用权利要求1至5任意一项所述制作不锈钢标识方法的设备，其特征在于，包括：激光器、振镜扫描系统、激光聚焦系统、光学传导系统和控制系统；

所述激光器射出的光束通过光学传导系统反射进入振镜扫描系统，然后再反射到激光聚焦系统聚焦成小光斑，振镜扫描系统利用小光斑进行切割；

所述控制系统与所述激光器连接，所述控制系统包括采集模块、规划模块和发射模块，所述规划模块与采集模块和发射模块均连接。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述激光器为固体紫外激光器。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述激光器功率为10W—30W，其发射激光的波长为355nm，脉宽范围为20ns—100ns。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，

所述设备还包括双轴移动平台和吸附装置，所述双轴移动平台位于所述振镜扫描系统的下方，所述吸附装置固定于双轴移动平台上，所述吸附装置用于固定待切割工件。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，

所述设备还包括除尘装置，所述除尘装置设于所述双轴移动平台上方并位于所述振镜扫描系统的下方，用于对切割中的工件进行吹气除尘。