CN114346442A - 一种阳极金属激光打黑的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种阳极金属激光打黑的方法。阳极金属激光打黑的方法包括：A、对待打黑阳极金属工件的打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离；B、对去除了阳极层的打黑区域进行激光打黑。本申请先将阳极金属上需要打黑的区域的阳极层剥离，再对需要打黑的区域进行激光打黑，可以避免直接在阳极层上进行打黑导致的黑度值不够的问题，提升打黑后的黑度值，以满足阳极金属工件(如阳极铝手机中框)的外观加工需求。
Description
技术领域
本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种阳极金属激光打黑的方法。
背景技术
手机一般是玻璃盖板加金属中框的形式。金属中框一般选择铝合金材质，铝合金具有质量轻、价格低、易加工及工艺成熟等优点，是手机中框较好的选择。铝合金手机中框上色一般通过铝合金阳极氧化工艺，在铝合金表面形成带颜色的氧化层。但通过阳极氧化的工艺在铝合金上形成的黑色颜色较亮，黑色的L值(Lab值，即亮度值)一般在30以上。虽然经过二次阳极氧化，L值能做到25，但仍然与玻璃盖板上的黑色油墨形成较明显的色差，外观效果不好。现有技术中通过在阳极铝表面采用激光打黑的方式进行局部打黑，能将L值做到27左右，但外观效果仍然不理想。
发明内容
本申请提供一种阳极金属激光打黑的方法，以解决现有技术中阳极铝激光打黑的黑度值不够，导致工件外观不符合要求的问题。
为达此目的，本申请采用以下技术方案：
一种阳极金属激光打黑的方法，包括如下步骤：
A、对待打黑阳极金属工件的打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离；
B、对去除了阳极层的打黑区域进行激光打黑。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤A具体包括：
A1、设置激光加工设备的加工参数，通过激光对打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤A1中，对打黑区域进行破阳极处理的激光加工参数为：
加工速度400-1000mm/s；
频率100-400KHz；
功率在40％-80％；
填充间距0.01-0.04mm。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤A还包括：
A2、在破阳极处理过程中，通过抽尘设备进行抽尘。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤B中，激光打黑的参数为：
加工速度30-400mm/s；
频率500-1000KHz；
功率在20％-40％；
填充间距0.001-0.005mm。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤B之后还包括步骤：
C、擦拭待打黑阳极金属工件表面，以去除工件表面的粉尘及污垢，检测打黑区域的L值。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述待打黑阳极金属工件为手机中框。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述步骤A之前还包括步骤：
S、为激光加工设备选取合适的激光器和镜头，将待打黑阳极金属工件放置于激光加工设备的加工平台上，开启激光加工设备，调整激光焦距，使激光焦点位于待打黑阳极金属工件的打黑区域表面。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述激光加工设备的激光器采用红外皮秒激光器。
作为上述阳极金属激光打黑的方法的可选方案，所述红外皮秒激光器的激光波长为1064nm，所述激光加工设备的镜头焦距为160mm或254mm。
本申请实施例的有益之处在于：先将阳极金属(例如阳极铝)上需要打黑的区域的阳极层剥离，再对需要打黑的区域进行激光打黑，使阳极金属表面的氧化层剥离，这样可以获得细小均匀的表面结构，增加漫反射的面积，有利于打出更黑的颜色，避免直接在阳极层上进行打黑导致的黑度值不够的问题，提升了打黑后的黑度值，满足工件的外观加工需求。
附图说明
图1是本申请一实施例中阳极金属激光打黑的方法的流程框图；
图2是本申请另一实施例中阳极金属激光打黑的方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。
本申请提供了一种阳极金属激光打黑的方法。本申请实施例中，如图1所示，阳极金属激光打黑的方法包括如下步骤：
S100、对待打黑阳极金属工件的打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离；
S200、对去除了阳极层的打黑区域进行激光打黑。
具体的，阳极金属例如是阳极铝，也可以是其它金属。阳极铝是铝或铝合金通过阳极氧化工艺得到。阳极氧化是一种金属或合金的电化学氧化，例如铝金属的电化学氧化。金属铝及其合金在相应的电解液和特定的工艺条件下，在外加电流的作用下，铝制品(阳极)上形成一层氧化膜的过程称为阳极氧化工艺。阳极氧化工艺可用于对金属制品进行上色，控制电解液的浓度即可改变上色后的颜色。
对于手机中框而言，为了外观的美观性，中框上往往通过阳极氧化工艺形成有多种颜色。而为了与玻璃盖板的油墨颜色保持一致，手机中框上在玻璃盖板附近需设计为黑色。如背景技术中介绍，通过阳极氧化工艺在铝合金上形成的黑色颜色较亮，一般L值(Lab值，即亮度值)在30以上，经过二次阳极氧化，L值能做到25，仍然与玻璃盖板上的黑色油墨形成较明显的色差，外观效果不好。而现有技术中通过在阳极铝表面激光打黑的方式进行局部打黑，也只能将L值做到27左右。并且阳极氧化工艺无法掩盖工件表面CNC加工产生的刀纹等缺陷。
本申请中，先将阳极铝上需要打黑的区域的阳极层剥离，再对需要打黑的区域进行激光打黑。将阳极铝表面的阳极层剥离后，可以获得细小均匀的表面结构(也就是铝合金原本未经过阳极氧化的表面)，增加漫反射的面积，有利于打出更黑的颜色，避免了直接在阳极层上进行打黑而导致的黑度值不够的问题，提升了打黑后的黑度值，满足工件的外观加工需求。本申请中将阳极铝表面的氧化层剥离后再进行激光打黑，可以将L值做到15左右，极大的缩小了阳极铝件表面与玻璃盖板油墨之间的色差，解决了现有技术中直接通过激光在阳极铝上打黑，L值太大，黑度不够，不能满足工件外观需求的问题。同时，激光打黑还可以掩盖工件表面CNC加工产生的刀纹等缺陷。
于一实施例中，步骤S100具体包括：
S110、设置激光加工设备的加工参数，通过激光对打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离。
具体的，破阳极的方法有很多，本申请中，通过激光的方式来进行破阳极处理，使阳极铝工件表面的氧化层剥离。在其它实施例中，也可以通过其它的方式来破阳极。本申请中通过激光的方式来破阳极，使得破阳极与后续打黑可以共用一台激光加工设备，简化工序，降低成本。同时，阳极铝工件只需装夹一次即可，无需重复拆装。以手机中框为例，将手机中框固定在激光设备的加工上后，设置合适的参数，对需要打黑的区域进行破阳极，然后再调整参数对手机中框进行需要打黑的区域进行激光打黑。装夹一次即可完成破阳极和激光打黑两道工序。
本申请实施例中以铝合金的手机中框来对本申请进行详细说明，可以理解的是，在其它实施例中，待打黑阳极金属工件也可以是其它工件，也可以是其它类型的金属，在此不作限制。通过激光的方式破阳极，将阳极铝表面的阳极层剥离后，获得细小均匀的表面结构，为后续打黑处理作准备。
通过激光来剥离阳极层的原理类似于用锤头击碎墙面的原理，击碎墙面时时将锤头一锤锤砸在墙上不同位置，使整个墙面一点点被击碎。激光剥离阳极铝上的阳极层时，激光不断的照射在阳极铝上待打黑区域中的不同位置，将待打黑区域中的氧化层一点点的击碎、剥离。
作为优选，激光加工设备的激光器采用红外皮秒激光器。当然，也可以选择其它任何一种超快激光器，在此不作限制。皮秒激光器是一款脉宽为皮秒的激光器，具有皮秒级超短脉宽、重复频率可调、脉冲能量高等特点。皮秒激光器较好的光束质量可以很容易的将激光束在不同的工作距离上聚焦成最小光斑尺寸，从而使激光能量密度大到足以加工几乎任何材料。由于不需要为了放大而展宽和压缩脉冲，皮秒激光器的设计没有那么复杂，因此成本效益更高，性能更可靠。同时，皮秒脉冲短到足以应付非常精确和无应力的微细加工。本申请中，采用红外皮秒激光器不仅成本较低，且加工效率和精度能同时达到破阳极和激光打黑的工艺要求。
步骤S200中，激光打黑的原理为经激光处理后，工件表面的氧化物粒子大小降到纳米级别，粒子的吸光性能得到加强，可见光照射到工件表面时被大量吸收，反射出来的可见光很少，从而肉眼只能观察到黑色。
请参考图2，于一实施例中，步骤S100之前还包括步骤：
S10、为激光加工设备选取合适的激光器和镜头，将待打黑阳极金属工件放置于激光加工设备的加工平台上，开启激光加工设备，调整激光焦距，使激光焦点位于待打黑阳极金属工件的打黑区域表面。
具体的，激光加工设备包括激光器、加工平台以及镜头等。加工前先根据工艺要求选择合适的激光器和镜头。激光器可选红外皮秒激光器，激光波长为1064nm。选择的镜头焦距为160mm或254mm。在此只是以最优方案进行列举，在其它实施例中，也可以对激光器和镜头的选择作调整。加工平台可沿X轴方向、Y轴方向及Z轴方向移动，以使激光可以对工件上任意位置进行加工。
于一实施例中，步骤S110中对打黑区域进行破阳极处理的激光加工参数为：
加工速度400-1000mm/s；
频率100-400KHz；
功率40％-80％；
填充间距0.01-0.04mm。
进一步的，步骤S110中对打黑区域进行破阳极处理的激光加工参数可设置为：
加工速度800-1000mm/s；
频率100-300KHz；
功率60％-80％；
填充间距0.02-0.04mm。
上述破阳极处理的激光加工参数较前一组激光加工参数可使得激光设备更快速、更好的对工件进行破阳极处理。
于一具体实施例中，对阳极铝手机中框进行破阳极处理的激光加工参数为：
加工速度1000mm/s；
频率200KHz；
功率在60％；
填充间距0.03mm。
经过步骤破阳极后，调整激光参数，对待打黑区域进行打黑。激光打黑的参数为：
加工速度30-400mm/s；
频率500-1000KHz；
功率在20％-40％；
填充间距0.001-0.005mm。
步骤S100中，在进行破阳极处理时，会产生粉尘，因此，可以通过抽尘设备进行抽尘。也就是说，还步骤S100还包括：
S120、在破阳极处理过程中，通过抽尘设备进行抽尘。
具体的，激光破阳极的均匀性、表面粗糙度、阳极层残渣对后续打黑的L值有显著影响，因此，此处引入抽尘设备及时抽走粉尘可避免粉尘残留在工件表面，保证打黑处理的L值更低，能打出更黑更均匀的黑色。
于一实施例中，参考图2，步骤S200之后还包括步骤：
S300、擦拭待打黑阳极金属工件表面，以去除工件表面的粉尘及污垢，检测打黑区域的L值。
具体的，在打黑结束后，可能工件表面仍然附着有粉尘，且取放工件过程中也会人工带入油脂、汗渍等污物，不仅影响美观效果，还会降低L值检测的准确性。因此，最后需要擦拭产品表面，可用酒精擦拭，然后再检测产品的L值。检测产品的L值可通过分光测色仪测量。
显然，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、对待打黑阳极金属工件的打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离；
B、对去除了阳极层的打黑区域进行激光打黑。
2.根据权利要求1所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：
A1、设置激光加工设备的加工参数，通过激光对打黑区域进行破阳极处理，以使打黑区域表面的阳极层剥离。
3.根据权利要求2所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤A1中，对打黑区域进行破阳极处理的激光加工参数为：
加工速度400-1000mm/s；
频率100-400KHz；
功率40％-80％；
填充间距0.01-0.04mm。
4.根据权利要求1至3任一项所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤A还包括：
A2、在破阳极处理过程中，通过抽尘设备进行抽尘。
5.根据权利要求1至3任一项所述的阳极铝激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤B中，激光打黑的参数为：
加工速度30-400mm/s；
频率500-1000KHz；
功率20％-40％；
填充间距0.001-0.005mm。
6.根据权利要求1至3任一项所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤B之后还包括步骤：
C、擦拭待打黑阳极金属工件表面，以去除工件表面的粉尘及污垢，检测打黑区域的L值。
7.根据权利要求1至3任一项所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述待打黑阳极金属工件为手机中框。
8.根据权利要求1至3任一项所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括步骤：
S、为激光加工设备选取合适的激光器和镜头，将待打黑阳极金属工件放置于激光加工设备的加工平台上，开启激光加工设备，调整激光焦距，使激光焦点位于待打黑阳极金属工件的打黑区域表面。
9.根据权利要求2至3任一项所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述激光加工设备的激光器采用红外皮秒激光器。
10.根据权利要求9所述的阳极金属激光打黑的方法，其特征在于，所述红外皮秒激光器的激光波长为1064nm，所述激光加工设备的镜头焦距为160mm或254mm。
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Legal Events
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