CN108406119B - 一种激光拉丝方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光拉丝领域，具体涉及一种激光拉丝方法。包括步骤：通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；其中，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同。本发明还涉及一种激光拉丝装置。本发明通过激光在金属表面打印出多层填充线图层，实现金属拉丝操作，填充线可以调节作用出不规则的线条并使激光标记不同的线条拉丝节奏，获取效果美观的拉丝纹路。

Description

一种激光拉丝方法及装置

技术领域

本发明涉及激光拉丝领域，具体涉及一种激光拉丝方法及装置。

背景技术

随着消费电子市场需求的多样化，越来越多的电子产品的外壳使用拉丝金属材料，况且金属是多种素材，如铁、铜、铝等。

一般拉丝金属材料是采用模具拉丝和布条高速往复运动成拉丝，并用清水或其他工业清洗济清洗残质。

但是，上述拉丝方式不仅效率慢，清洗的污水易造成环境污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光拉丝方法，克服传统拉丝方式不仅效率慢，清洗的污水易造成环境污染的问题。

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光拉丝装置，克服传统拉丝方式不仅效率慢，清洗的污水易造成环境污染的问题

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光拉丝方法，包括步骤：通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；其中，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同。

其中，较佳方案是，还包括步骤：设置所述填充线图层的填充线的倾斜角度。

其中，较佳方案是：所述填充线图层的填充线的倾斜角度均不同，所述倾斜角度的范围在±0.3度内。

其中，较佳方案是：所述填充线的间距数值均采用除不尽的数值。

其中，较佳方案是：所述填充线的间距数值的范围在0.07mm～0.4mm内。

其中，较佳方案是：所述填充线包括回型填充线和弓型填充线。

其中，较佳方案是：通过激光在金属表面打印出四层填充线图层。

其中，较佳方案是：设置激光参数，所述激光参数的光脉冲宽度为200ns，激光频率为20kHz-100kHz，激光填充密度大于0.05mm，激光功率为15-20W。

其中，较佳方案是，所述激光拉丝方法还包括步骤：清洁待加工的金属表面；设置激光参数和打标参数；激光打标，通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；清理加工后的金属表面；其中，在激光打标过程中，吹走金属表面经过激光加工后的残留灰尘粉末。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种激光拉丝装置，包括激光器、振镜系统、光学聚焦镜、气嘴和控制单元，所述激光器发射激光并经过振镜系统、光学聚焦镜入射至金属表面，所述控制单元分别与激光器、振镜系统和气嘴连接，控制激光器输出参数，以及根据激光打标参数控制振镜系统在金属表面打印出多层填充线图层，以及控制气嘴吹走金属表面经过激光加工后的残留灰尘粉末；其中，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过激光在金属表面打印出多层填充线图层，实现金属拉丝操作，填充线可以调节作用出不规则的线条并使激光标记不同的线条拉丝节奏，获取效果美观的拉丝纹路；以及，完全不影响金属工件氧化性能，完美的保留了金属的特性，加工后产品呈现出金属的本色，提高金属外壳表面拉丝条纹质量，遮掩金属表面轻微划痕程度，同时保留了产品的亮度拉丝，外观效果好；以及，激光加工的产品具有耐脏污、耐腐蚀、耐磨、表面平滑微度手感的优点，能持久保存；以及，加工后拉丝条纹材料部位与未加工部位形态一致，边界清晰笔画，有手感无深度；以及加工效率高，性价比高。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明激光拉丝方法的流程示意图；

图2是本发明基于填充线倾斜角度的激光拉丝方法的流程示意图；

图3是本发明基于填充线类型的激光拉丝方法的流程示意图；

图4是本发明回型填充线的结构示意图；

图5是本发明弓型填充线的结构示意图；

图6是本发明设置激光参数的流程示意图；

图7是本发明激光拉丝方法的具体流程示意图；

图8是本发明激光拉丝装置的结构示意图；

图9是本发明激光拉丝装置的具体结构示意图；

图10是本发明拉丝效果的放大结构示意图一；

图11是本发明拉丝效果的放大结构示意图二。

具体实施方式

现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

如图1所示，本发明提供一种激光拉丝方法的优选实施例。

一种激光拉丝方法，包括步骤：

步骤S11、设置填充线图层的层数；

步骤S13、设置填充线图层的填充线的间距；

步骤S16、通过激光在金属表面打印出多层填充线图层。

具体描述如下：

本实施例通过使用激光打标软件，设置填充线图层。在步骤S11和步骤S13中，使用激光打标软件填充线方式编程几层具有不同线间距填充线的填充线图层，几层填充线图层叠加组成稀密拉丝线间距能保证激光作用到每一条线。

进一步地，每层填充线间距之间的线条不能重复，为了避免每层每条线重复时，应用除不尽数字方法做为填充线与填充线之间的线间距距离线组合拉丝，即让线条成为有一定间隙纹路。

进一步地，填充线间中不可太大或太小，优选地，所述填充线的间距数值的范围在0.07mm～0.4mm内，填充线太大过于粗糙效果不美观，太小密集显示不出激光标记的条纹拉丝效果，如果填充线线间距太稀的话就要增加填充图层线，这样就会影响到生产效率速度，反而也会造成拉丝纹路效果。

例如，填充线图层一般分为四层，一层为直线平行并线间距为0.21mm，二层平行线间距为0.27mm，三层平行线间距为0.33mm，四层平行线线间距为0.15mm。

在步骤S16中，过激光在金属表面打印出多层填充线图层，即采用激光加工标记，其具有永久耐磨的特性优点，不需要加防保护胶腊膜以及特殊加工处理，具有提高整体效率、降低成本、环保的优势。

在本实施例中，所述步骤的顺序不是固定不变的，特别是关于设置参数的步骤，如上述步骤顺序仅便于理解激光拉丝方法，步骤进行调换也属于本发明的保护范围。

如图2所示，本发明提供一种基于填充线倾斜角度的激光拉丝方法的较佳实施例。

一种激光拉丝方法，还包括步骤：

步骤S14、设置每一所述填充线图层的填充线倾斜角度。

具体描述如下：

所述填充线图层的填充线的倾斜角度均不同，所述倾斜角度的范围在±0.3度内。即不必过大于交叉线，否则会造成标记出来的图形变成菱形形状拉丝条纹或是网格效果。

例如，填充线图层一般分为四层，一层为直线平行并线间距为0.21mm，倾斜角度为0度；二层平行线间距为0.27mm，倾斜角度为0.2度；三层平行线间距为0.33mm，倾斜角度为0.3度；四层平行线线间距为0.15mm，倾斜角度为0.1度。

如图3所示，本发明提供一种基于填充线类型的激光拉丝方法的较佳实施例。

一种激光拉丝方法，还包括步骤：

步骤S12、设置填充线的类型。

具体描述如下：

填充线可以调节作用出不规则的线条并使激光标记不同的线条拉丝节奏，效果美观的拉丝纹路。优选地，所述填充线包括回型填充线和弓型填充线。

例如，参考图4，图4为回型填充线的两种方案。图4上图为圆形的回型填充线，图4下图为方形的回型填充线。

例如，参考图5，图5为回型填充线的两种方案。图5上图为方形的弓型填充线，图5中图为弧形形的弓型填充线，图6下图为三角形的弓型填充线。

如图6所示，本发明提供一种激光拉丝方法的较佳实施例。

一种激光拉丝方法，还包括步骤：

步骤S15、设置激光参数。

具体描述如下：

所述激光参数的光脉冲宽度为200ns，激光频率为20kHz-100kHz，激光填充密度大于0.05mm，激光功率为15-20W。利用长脉宽中频率的特点，在中速度状态下加工，保证足够热量的同时又保证不存在瞬间的峰值功率，达到破坏光亮面物质且轻微划痕表面金属外壳的效果。

在本实施例中，脉冲宽度：是指单个脉冲持续的时间，脉冲宽度越小，激光持续时间越短，峰值功率越高，激光的破坏力越大。反之，脉冲宽度越大，激光持续时间越长，峰值功率越低，激光主要体现为热能。激光重复频率：是指脉冲激光器每秒发出的脉冲数，相同时间下，频率越高，单脉冲能量越小，激光的破坏力也越小，此时激光主要体现为热能。打标速度：打标速度越快，激光脉冲停留的时间越短，热量散发越快，反之，打标速度越慢，激光停留作用时间越长，热量堆积不易散发。填充密度：由于激光打标是线扫描方式，即用激光脉冲组成线，一条线一条线往一个方向按照不同的间距叠加，达到激光完全有拉丝条纹打标的效果，填充密度大于激光光斑，太密反而影响加工覆盖拉丝条纹线效果。

优选地，采用中速度、中频打标，保证激光能量的短时间停留加工，热量容易散发，达到不变色不变形的效果。加工后产品呈现出金属的本色，并且在工件表面光洁度提高纹理呈直线状，可以提高金属外壳表面拉丝条纹质量，遮掩金属表面轻微划痕程度。同时，保留了产品的亮度拉丝，使得激光加工后的产品同样具备金属的特性，底纹与未加工区域不一致，外观效果好，有轻微手感的美观拉丝条纹效果。

如图7所示，本发明提供一种激光拉丝方法的较佳实施例。

一种激光拉丝方法，包括步骤：

步骤S21、清洁待加工的金属表面；

步骤S22、设置激光参数和打标参数；

步骤S23、激光打标，通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；

步骤S24、清理加工后的金属表面；

其中，在激光打标过程中，吹走金属表面经过激光加工后的残留灰尘粉末。

具体描述如下：

在步骤S21中，把需要激光去标记拉丝金属外壳工件表面擦拭干净，尤其是需要打标的部位，去除油污并擦拭脏污，吹干并检查表面的洁净度。

在步骤S23中，打标过程中勿碰撞设备，以免造成线状的去除不干净或跳动错线标记现象。

在步骤S24中，激光去除染料后，取下加工物料，并擦拭干净。

如图8所示，本发明提供一种激光拉丝装置的优选实施例。

一种激光拉丝装置，包括激光器11、振镜系统12、光学聚焦镜13、气嘴15和控制单元14，所述激光器11发射激光并经过振镜系统12、光学聚焦镜13入射至金属加工件20表面，所述控制单元14分别与激光器11、振镜系统12和气嘴15连接，控制激光器11输出参数，以及根据激光打标参数控制振镜系统12在金属加工件20表面打印出多层填充线图层，以及控制气嘴15吹走金属加工件20表面经过激光加工后的残留灰尘粉末；其中，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同。

其中，激光器11用于为激光加工材料表面提供激光光源，振镜系统12包括X振镜和Y振镜，由扫描电机和光学反射镜片组成，利用扫描电机带动光学镜片进行偏转式的运动，将激光按照控制软件指定的位置进行定位标记；光学聚焦镜13用于使激光光束聚焦到某一平面的激光光斑特性一致；气嘴15用于吹走金属加工件20表面经过激光加工后的残留灰尘粉末，避免气体遮挡激光造成标记不均匀或者标记缺光的问题。

其中，气嘴15靠近金属加工件20表面设置，并设置在打印区域的两侧。

并参考图9，激光拉丝装置还包括扩束镜16，以及所述控制单元14包括电气控制模块142和打标控制模块141。

其中，扩束镜16用于扩大激光的输出光斑直径，提高激光的传输特性以使其更好地将激光能量作用到材料表面；电气控制模块142用于连接电脑主机(即打标控制模块141)，与电脑主机传送信息，为激光器11及振镜提供能量电源，控制激光的输出方式，以及控制振镜接收信息并调转速方式。

打标控制模块141优选为设置在电脑主机的控制平台，设置激光打标参数，用于根据绘好图形信息自动调用激光打标参数进行打标。

如图10和图11所示，本发明提供拉丝效果图的较佳实施例。

图10是激光标记编程图形的叠加效果放大图。

图11是激光去拉丝金属外壳表面材料，并做出拉丝标记的效果图。

以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。

Claims (7)

1.一种激光拉丝方法，其特征在于，包括步骤：

设置多层填充线图层，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同，所述填充线的间距数值均采用除不尽的数值；

设置所述填充线图层的填充线的倾斜角度；

通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；

其中，所述填充线包括回型填充线和弓型填充线。

2.根据权利要求1所述的激光拉丝方法，其特征在于：所述填充线图层的填充线的倾斜角度均不同，所述倾斜角度的范围在±0.3度内。

3.根据权利要求1所述的激光拉丝方法，其特征在于：所述填充线的间距数值的范围在0.07mm～0.4mm内。

4.根据权利要求1至3任一所述的激光拉丝方法，其特征在于：通过激光在金属表面打印出四层填充线图层。

5.根据权利要求1所述的激光拉丝方法，其特征在于：设置激光参数，所述激光参数的光脉冲宽度为200ns，激光频率为20kHz-100kHz，激光填充密度大于0.05mm，激光功率为15-20W。

6.根据权利要求1所述的激光拉丝方法，其特征在于，所述激光拉丝方法还包括步骤：

清洁待加工的金属表面；

设置激光参数和打标参数；

激光打标，通过激光在金属表面打印出多层填充线图层；

清理加工后的金属表面；

其中，在激光打标过程中，吹走金属表面经过激光加工后的残留灰尘粉末。

7.一种激光拉丝装置，其特征在于，包括激光器、振镜系统、光学聚焦镜、气嘴和控制单元，所述激光器发射激光并经过振镜系统、光学聚焦镜入射至金属表面，所述控制单元分别与激光器、振镜系统和气嘴连接，以实现如权利要求1至6任一所述的激光拉丝方法，控制激光器输出参数，以及根据激光打标参数控制振镜系统在金属表面打印出多层填充线图层，以及控制气嘴吹走金属表面经过激光加工后的残留灰尘粉末；其中，所述填充线图层均包括若干间距设置的填充线，每一所述填充线图层的填充线的间距均不同。

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