RU2175907C2 - Способ лазерной маркировки - Google Patents
Способ лазерной маркировки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175907C2 RU2175907C2 RU98105810/02A RU98105810A RU2175907C2 RU 2175907 C2 RU2175907 C2 RU 2175907C2 RU 98105810/02 A RU98105810/02 A RU 98105810/02A RU 98105810 A RU98105810 A RU 98105810A RU 2175907 C2 RU2175907 C2 RU 2175907C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- marking
- laser irradiation
- laser
- pattern
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в операциях по маркировке изделий с многослойными покрытиями в различных отраслях машиностроения. Для изделия из материала с покрытием выбирают мощность Р и радиус r пятна фокусировки лазерного излучения с таким условием, чтобы плотность мощности соответствовала рекомендуемой для термоупрочнения материала покрытия, а ширина h линии маркировки соответствовала заданной величине. Для этого радиус r пятна фокусировки лазерного излучения должен соответствовать следующему соотношению: r = (h3/8-3•Pτtgφ/πLи)1/3, где τ - длительность импульсов лазерного излучения, φ - половинный угол раствора светового конуса лазерного излучения, Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия. После этого лазерное излучение фокусируют на поверхности обрабатываемого изделия и выполняют обработку рисунка. При этом на каждый элемент рисунка направляют количество импульсов n, определяемое по формуле n = (l3+3•l2•r/tgφ+3•l•r2/tg2φ)•π•tg2φ•Lи/3Pτ, где l - толщина покрытия. Выполнение вышеуказанных соотношений позволяет термоупрочнить основной материал изделия, а микродефекты на поверхности основного материала изделия, заполненные до этого материалом покрытия, заплавить и на поверхности обрабатываемого изделия получить рисунок маркировки, или на участках обработки удалить материал внешнего покрытия и термоупрочнить материал покрытия, лежащего под ним. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области лазерной обработки материалов, а именно к методам лазерного маркирования, и может быть использовано в операциях по маркировке изделий с покрытиями.
Известен способ, реализованный в устройстве для лазерной маркировки [1], при котором на обрабатываемую поверхность направляют сфокусированное лазерное излучение, а требуемый набор символов маркера задается трафаретом. Известен также способ лазерной гравировки [2], при котором на обрабатываемую поверхность направляют сфокусированное лазерное излучение с заданной длиной волны и перетяжкой, заглубляя последнюю в материал на величину, необходимую для получения знака с выпуклой поверхностью.
Недостатком данных способов является то, что они направлены на оптимизацию собственно процесса получения знаков на поверхности изделий и не принимают во внимание происходящее при этом изменение качества обрабатываемой поверхности.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ выполнения шрифтовых знаков в специально выделенном поле на материале, содержащем основу и нанесенное на нее покрытие [3], заключающийся в том, что знаки выполняют с помощью лазерного луча, которым управляют посредством направляющего узла. При попадании лазерного луча на обрабатываемый материал его покрытие испаряется. Способ отличается тем, что поле надписи полностью или частично делят на растры. Лазерный луч посредством направляющего узла перемещают вдоль выделенных точек. Система управления, действующая на основе светотени, обеспечивает попадание лазерного луча на обрабатываемый материал лишь в тех точках, которые лежат внутри контура, ограниченного отдельными линиями, образующими выполняемый шрифтовой знак.
Недостатком данного способа является то, что при его использовании невозможно совместить процессы одновременного выполнения надписей и повышения коррозионной и износостойкости обрабатываемого участка поверхности детали, т.к. данное техническое решение предназначено лишь для маркировки изделий.
Задача, решаемая изобретением, - обеспечение возможности одновременного маркирования изделий с покрытиями и повышения коррозионной и износостойкости поверхности изделия на обрабатываемых участках.
Эта задача решается тем, что на обрабатываемую поверхность изделия с покрытием направляют сфокусированное лазерное излучение и удаляют покрытие, нанося рисунок маркировки, при этом параметры процесса, позволяющие одновременно удалять покрытие и производить термообработку лежащего под ним материала, выбирают следующие: мощность импульса лазерного излучения, обеспечивающую плотность мощности, рекомендуемую для термообработки, а радиус r пятна фокусировки лазерного излучения и количество n импульсов, направляемых на каждый элемент рисунка маркировки определяют, исходя из следующих соотношений:
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где P - мощность импульса лазерного излучения, τ - длительность импульсов лазерного излучения, h - ширина линии маркировки, φ - половинный угол раствора светового конуса, Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия, l - толщина удаляемого покрытия.
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где P - мощность импульса лазерного излучения, τ - длительность импульсов лазерного излучения, h - ширина линии маркировки, φ - половинный угол раствора светового конуса, Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия, l - толщина удаляемого покрытия.
Кроме того, поставленная задача решается тем, что производят маркировку изделия с многослойным покрытием.
Такое выполнение способа позволяет совместить операции нанесения рисунка маркировки, получаемого за счет удаления покрытия, и термообработки вскрываемых участков материала изделия. Показатели коррозионной и износостойкости обработанной поверхности улучшаются за счет термоупрочнения поверхности и заплавления поверхностных дефектов.
На чертеже приведена схема реализации предлагаемого способа.
Реализация способа осуществляется следующим образом.
Для изделия из материала 1 с покрытием 2 выбирают мощность P и радиус r пятна фокусировки лазерного излучения 3 с таким условием, чтобы плотность мощности соответствовала рекомендуемой для термоупрочнения материала покрытия 2 плотности мощности, а ширина h линии маркировки соответствовала заданной величине. Для этого радиус r пятна фокусировки лазерного излучения 3 должен соответствовать следующему соотношению:
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где P - мощность импульса лазерного излучения 3, τ - длительность импульсов лазерного излучения 3, h - ширина линии маркировки, φ - половинный угол раствора светового конуса лазерного излучения 3, Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия 2. После этого лазерное излучение 3 фокусируют на поверхности обрабатываемого изделия и выполняют обработку рисунка. При этом на каждый элемент рисунка направляют количество импульсов n, определяемое по формуле
где l - толщина покрытия 2.
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где P - мощность импульса лазерного излучения 3, τ - длительность импульсов лазерного излучения 3, h - ширина линии маркировки, φ - половинный угол раствора светового конуса лазерного излучения 3, Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия 2. После этого лазерное излучение 3 фокусируют на поверхности обрабатываемого изделия и выполняют обработку рисунка. При этом на каждый элемент рисунка направляют количество импульсов n, определяемое по формуле
где l - толщина покрытия 2.
Выполнение вышеуказанных соотношений позволяет покрытие 2 удалять на участках обработки, а основной материал изделия 1 термоупрочнять, причем микродефекты 4 на поверхности основного материала изделия 1, заполненные до этого материалом покрытия 2, заплавить, и на поверхности обрабатываемого изделия получить рисунок маркировки.
Данный способ может быть использован и для маркировки многослойных покрытий, при этом на участках обработки удаляют материал внешнего покрытия, а термоупрочняют материал покрытия, лежащего под ним.
Источники информации
1. А. с. СССР N 1827336, МКИ B 23 K 26/00 / А.А.Бетин, В.Ф.Киселев. Устройство для лазерной маркировки. Заявл. 11.04.91. Опубл. 15.07.93, БИ N 26.
1. А. с. СССР N 1827336, МКИ B 23 K 26/00 / А.А.Бетин, В.Ф.Киселев. Устройство для лазерной маркировки. Заявл. 11.04.91. Опубл. 15.07.93, БИ N 26.
2. А.с. СССР N 1704990, МКИ B 23 K 26/00 / В.П.Котляров, А.Г.Бобылев, В. П. Царук, В. С. Коваленко, Н.К.Мурзун, Ю.А.Сорокин, И.Н. Свидерский. Способ лазерной гравировки. Заявл. 07.02.90. Опубл. 15.01.92, БИ N 2.
3. Выложенная заявка ФРГ N OS 3545144, МКИ B 23 K 26/08 / Способ и устройство для выполнения шрифтовых знаков. Заявл. 19.12.85. Опубл. 25.06.87, БИ N 26.
Claims (2)
1. Способ лазерной маркировки, при котором на обрабатываемую, поверхность изделия с покрытием направляют сфокусированное лазерное излучение и удаляют покрытие, нанося рисунок маркировки, отличающийся тем, что одновременно с удалением покрытия производят термообработку лежащего под ним материала, для чего выбирают следующие параметры процесса: мощность импульса лазерного излучения, обеспечивающую плотность мощности, рекомендуемую для термообработки, а радиус r пятна фокусировки лазерного излучения и количество n импульсов, направляемых на каждый элемент рисунка маркировки, определяют, исходя из следующих соотношений:
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где Р - мощность импульса лазерного излучения;
τ - длительность импульсов лазерного излучения;
h - ширина линии маркировки;
φ - половинный угол раствора светового конуса;
Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия;
l - толщина удаляемого покрытия.
r = (h3/8-3•P•τ•tgφ/πLи)1/3,
где Р - мощность импульса лазерного излучения;
τ - длительность импульсов лазерного излучения;
h - ширина линии маркировки;
φ - половинный угол раствора светового конуса;
Lи - удельная энергия испарения удаляемого покрытия;
l - толщина удаляемого покрытия.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выполняют маркировку изделия с многослойным покрытием.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105810/02A RU2175907C2 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Способ лазерной маркировки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98105810/02A RU2175907C2 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Способ лазерной маркировки |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98105810A RU98105810A (ru) | 1999-12-20 |
| RU2175907C2 true RU2175907C2 (ru) | 2001-11-20 |
Family
ID=20204033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98105810/02A RU2175907C2 (ru) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Способ лазерной маркировки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2175907C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043848A1 (fr) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Yuri Konstantinovich Nizienko | Procede de modification des regions d'une couche en surface d'un article et dispositif correspondant |
-
1998
- 1998-03-25 RU RU98105810/02A patent/RU2175907C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГРИГОРЬЯНЦ А.Г. и др. Лазерная обработка неметаллических материалов, кн.4. - М.: Высшая школа, 1988, с.180. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006043848A1 (fr) * | 2004-10-15 | 2006-04-27 | Yuri Konstantinovich Nizienko | Procede de modification des regions d'une couche en surface d'un article et dispositif correspondant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5632916A (en) | Laser marking method and a metal surface marked by this method | |
| US5567207A (en) | Method for marking and fading textiles with lasers | |
| US4159686A (en) | Process for smoothing the eye of a needle and needle made thereby | |
| US5919853A (en) | Method and compositions for laser imprinting and articles imprinted using such methods and composition | |
| EP2144728B1 (de) | Verfahren zum einbringen einer struktur in eine oberfläche eines transparenten werkstücks | |
| CN104822849B (zh) | 用于对工件的表面进行激光硬化的方法及系统 | |
| DE69602813T2 (de) | Laser-Trassierung auf Glas mittels eines Nd:YAG-Lasers | |
| US4716270A (en) | Non-contact scribing process for organic maskants on metals or alloys thereof | |
| JP5146948B2 (ja) | 金属表面加工方法 | |
| DE1959853A1 (de) | Verfahren zum Eingravieren eines Zeichens,Symbols,dekorativen Musters od.dgl. in die Oberflaeche eines Gegenstandes sowie Vorrichtung zur Durchfuehrung eines solchen Verfahrens | |
| JP2001518410A (ja) | レーザーによるマークの形成方法 | |
| JP5767345B2 (ja) | 鋼帯の金属被覆を増強する方法 | |
| CZ20032686A3 (cs) | Způsob k laserově podporované implantaci kovových iontů do skla k vytváření bezbarvých a barevných pixelů | |
| CN103534057A (zh) | 用于优化地激光标记物品的方法和设备 | |
| RU2175907C2 (ru) | Способ лазерной маркировки | |
| Brannon et al. | Pulsed laser stripping of polyurethane‐coated wires: A comparison of KrF and CO2 lasers | |
| JP2007229778A (ja) | マーキング方法及び装置 | |
| JPH0985475A (ja) | レーザ加工方法 | |
| JPH06305241A (ja) | ゴルフクラブのマーキング方法及びゴルフクラブ | |
| JPS6383221A (ja) | レ−ザ光による切断方法 | |
| GB2060455A (en) | Preparing thin metal sheet for welding | |
| JP2501755B2 (ja) | レ―ザ光照射による中空透明物質内表面の模様付け処理法 | |
| JPS5997787A (ja) | レ−ザ光線による印字方法 | |
| RU98105810A (ru) | Способ лазерной маркировки | |
| RU2169778C1 (ru) | Способ поверхностной упрочняющей обработки железоуглеродистых сплавов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040326 |