RU2640461C2 - Способ поверхностной маркировки механической детали при помощи специального графического рисунка, различаемого невооруженным глазом - Google Patents

Способ поверхностной маркировки механической детали при помощи специального графического рисунка, различаемого невооруженным глазом Download PDF

Info

Publication number
RU2640461C2
RU2640461C2 RU2015114977A RU2015114977A RU2640461C2 RU 2640461 C2 RU2640461 C2 RU 2640461C2 RU 2015114977 A RU2015114977 A RU 2015114977A RU 2015114977 A RU2015114977 A RU 2015114977A RU 2640461 C2 RU2640461 C2 RU 2640461C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
marking
laser pulse
laser
stencil
marked
Prior art date
Application number
RU2015114977A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015114977A (ru
Inventor
Паскаль БИЛЬЭ
Жоффрей БЕГ-ДЮТЮ
Венсан ГИПОН
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2015114977A publication Critical patent/RU2015114977A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2640461C2 publication Critical patent/RU2640461C2/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/0036—Laser treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/24—Ablative recording, e.g. by burning marks; Spark recording
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/53—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone involving the removal of at least part of the materials of the treated article, e.g. etching, drying of hardened concrete
    • C04B41/5338—Etching
    • C04B41/5346—Dry etching
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/147—Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/066—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms by using masks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/0665—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by beam condensation on the workpiece, e.g. for focusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/356—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by shock processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/262—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used recording or marking of inorganic surfaces or materials, e.g. glass, metal, or ceramics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00—Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26—Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/267—Marking of plastic artifacts, e.g. with laser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/10—Manufacture by removing material
    • F05D2230/13—Manufacture by removing material using lasers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу поверхностной маркировки механической детали при помощи заданного графического рисунка, включающий воздействие при помощи лазерного источника единственным лазерным импульсом на наружную поверхность маркируемой детали, при этом между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают трафарет, содержащий заданный графический рисунок, при этом лазерный импульс имеет поверхностную мощность не менее 20 МВт/см2 и продолжительность, меньшую или равную 100 нс. Предложенное решение обеспечивает способ, позволяющий просто и быстро осуществить маркировку. 5 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Уровень техники
Настоящее изобретение относится в общем к маркировке механических деталей.
Изобретение находит свое применение для маркировки авиационных деталей и, в частности, деталей авиационных газотурбинных двигателей с целью обеспечения их идентификации и аутентификации.
В области авиации, как известно, на некоторые детали двигателя наносят серийный номер (например, в виде шестнадцатеричного кода или в виде кода Datamatrix), позволяющий идентифицировать эти детали (в этом случае говорят о маркировке). При помощи такого номера можно точно определять аутентичность деталей и их происхождение.
Маркировка особенно необходима для лопаток турбины и компрессора авиационного газотурбинного двигателя. Действительно, лопатки являются критическими запасными деталями, происхождение которых необходимо знать точно, чтобы иметь возможность учитывать влияние замены этих деталей на срок службы данной турбины или данного компрессора.
Маркировку деталей, в частности лопаток турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя, можно осуществлять разными способами. Так, известна маркировка при помощи лазера, который за несколько проходов выполняет в маркируемой детали отпечаток посредством снятия материала. Известна также механическая маркировка при помощи молотка или пуансона пневматического пресса, который посредством последовательных ударов позволяет напечатать серийный номер на маркируемой детали. Известна также маркировка, которую выполняют при помощи ручной или автоматической фрезы.
Очевидным недостатком технологий маркировки, основанных на снятии материала или на деформации маркируемой детали для нанесения на нее необходимого серийного номера, является их прямое влияние на состояние материала маркируемой детали. В частности, в случае детали, выполненной из монокристаллического металлического сплава, снятие материала может привести к локальной рекристаллизации или к необратимому дефекту микроструктуры.
Кроме того, в случае лопаток турбины или компрессора маркировку при помощи этих известных технологий обычно осуществляют на уровне ножки лопатки. Действительно, нельзя наносить маркировку на уровне части лопаток, обдуваемой газами (например, пера): воздействие газов на поверхность эти зон может привести к уничтожению серийного номера по причине эрозии/окисления и даже по причине вырывания материала. Кроме того, в результате вибрационной усталости в месте нанесения маркировки может начаться трещинообразование.
Однако проблемой маркировки на уровне ножки детали является то, что ножка лопатки является зоной, которая оказывается скрытой после присоединения лопатки, поэтому эту лопатку невозможно идентифицировать после ее установки на двигателе.
Объект и сущность изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает способ, позволяющий просто и быстро осуществить маркировку, избегая вышеупомянутых недостатков.
В связи с этим объектом изобретения является способ поверхностной маркировки механической детали при помощи заданного графического рисунка, включающий воздействие при помощи лазерного источника единственным лазерным импульсом на наружную поверхность маркируемой детали, при этом между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают трафарет, содержащий заданный графический рисунок, при этом лазерный импульс имеет поверхностную мощность не менее 20 МВт/см2 и продолжительность, меньшую или равную 100 нс.
Заявитель установил, что воздействие лазерным импульсом в вышеуказанных условиях через трафарет позволяет получить маркировку (в случае необходимости, различимую невооруженным глазом в зависимости от диаметра места попадания лазерного импульса) на механической детали и, в частности, детали газотурбинного двигателя, с очень незначительным снятием материала и с отличной стойкостью к окислению и к высоким температурам. В частности, было установлено, что отпечаток, оставляемый единственным лазерным импульсом на поверхности маркируемой детали, является лишь поверхностным и имеет очень незначительную глубину (менее одного микрометра). Было также установлено, что отпечаток, получаемый при помощи лазерного импульса, сохраняется даже при воздействии высокой температуры (порядка 1100°С) в сильной окисляющей среде.
Таким образом, при применении для маркировки лопаток компрессора или турбины заявленный способ можно осуществлять на уровне части лопаток, подвергающейся действию газов (то есть на уровне пера), что позволяет избегать недостатков маркировки в скрытой зоне лопатки. В частности, идентификация лопаток при помощи маркировки остается возможной даже после установки лопаток на двигателе.
Кроме того, было установлено, что заявленный способ остается эффективным (с точки зрения незначительной степени снятия материала и хорошей стойкости), независимо от того, выполнена маркируемая деталь из металла (в частности, Ni, Al, Ti, Fe и т.д.), из композиционного материала (в частности, из углеродных волокон и эпоксидной матрицы) или из керамики (в частности, из диоксида циркония).
Наконец, заявленный способ является быстрым (необходим всего один лазерный импульс) и простым в применении (нет необходимости в каком-либо присадочном материале) и позволяет осуществлять маркировку сложной формы (например, в виде логотипа компании) в зависимости от выбранного трафарета.
Между лазерным источником и трафаретом можно расположить фокусирующую линзу для изменения размера пучка, излучаемого лазерным источником. Этим источником может быть лазер Nd-YAG. Кроме того, лазерный импульс может иметь диаметр попадания не менее 0,5 мм, что делает маркировку различимой невооруженным глазом.
Если маркируемая деталь выполнена из металла, предпочтительно лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,04 ГВт/см2 до 0,55 ГВт/см2.
Если маркируемая деталь выполнена из композиционного материала с углеродными волокнами и эпоксидной матрицей, предпочтительно лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,15 ГВт/см2 до 2 ГВт/см2.
Если маркируемая деталь выполнена из керамики, предпочтительно лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,10 ГВт/см2 до 0,34 ГВт/см2.
Согласно предпочтительному отличительному признаку способа, между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают матовый трафарет с несколькими переходами тона, чтобы получить мультиконтрастную маркировку детали. Применение такого матового трафарета позволяет повысить сложность выполняемых маркировок и сделать их, таким образом, трудно воспроизводимыми.
Изобретение относится также к применению описанного выше способа для маркировки лопатки вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания не ограничительного примера выполнения, представленного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 - схематичный вид примера установки для применения способа;
фиг. 2-4 - фотографии различных примеров маркировки, выполненной при помощи заявленного способа;
фиг. 5 - схематичный вид примера матового трафарета для применения в варианте изобретения.
Осуществление изобретения
Изобретение находит свое применение для поверхностной маркировки при помощи заданного графического рисунка на любой механической детали, в частности на авиационных деталях, и, в частности, на деталях газотурбинных двигателей.
Под заданным графическим рисунком следует понимать любую заранее определенную геометрическую форму или рисунок, например, логотип, серийный номер, код Datamatrix и т.д.
Не ограничительным примером применения изобретения является нанесение маркировки на поверхность лопаток вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
Заявленный способ включает в себя воздействие единственным лазерным импульсом на наружную поверхность маркируемой детали, при этом между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают трафарет с заданным графическим рисунком, который необходимо получить на детали.
Согласно изобретению лазерный импульс, которым воздействуют на наружную поверхность детали, имеет поверхностную мощность не менее 20 МВт/см2 и продолжительность, меньшую или равную 100 нс.
На фиг. 1 схематично представлен пример установки, которую можно применять для осуществления заявленного способа маркировки.
Маркируемую деталь 10 (например, турбинную лопатку) с наружной поверхностью 10а, на которой необходимо выполнить маркировку, устанавливают на опорную станину 12. Наружная поверхность 10а детали обращена вверх.
Над опорной станиной 12 располагают лазерный источник 14, например, лазер типа Nd-YAG, создающий излучение с длиной волны 1,064 мкм, дублированной по частоте, и выполненный с возможностью излучения импульсов, имеющих поверхностную мощность не менее 20 МВт/см2 и продолжительность, меньшую или равную 100 нс.
Кроме того, между лазерным источником и наружной поверхностью 10а маркируемой детали 10 располагают трафарет 15 с заданным графическим рисунком. Между лазером 14 и трафаретом 16 располагают также фокусирующую линзу 18 (собирающую или рассеивающую), чтобы адаптировать размер излучаемого лазером пучка к размерам трафарета.
Таким образом, лазер 14 производит излучение, которое фокусируется при помощи фокусирующей линзы 18 в виде пучка, проходящего через трафарет 16, для облучения выбранной зоны наружной поверхности детали. На уровне этой зоны производимый лазером 14 лазерный импульс создает плазму, расширение которой сопровождается интенсивным высвобождением энергии (термомеханической и акустической), что приводит к локальному изменению поверхности маркируемой детали. Если производимый лазером лазерный импульс отрегулировать, как было указано выше (то есть с поверхностной мощностью не менее 20 МВт/см2 и продолжительностью, меньшей или равной 100 нс), то это локальное изменение поверхности детали принимает вид отпечатка на поверхности детали.
Таким образом, маркировка, получаемая при помощи заявленного способа, имеет вид отпечатка на поверхности детали, причем этот отпечаток имеет рисунок, соответствующий рисунку используемого трафарета (который играет роль негатива).
Этот отпечаток имеет размеры, то есть диаметр, соответствующий диаметру места попадания лазерного импульса, излучаемого лазером. Так, при диаметре попадания лазерного импульса не менее 0,5 мм, полученная маркировка будет иметь диаметр не менее 0,5 мм (что позволяет различать ее невооруженным глазом). Этот диаметр может достигать 150 мм (в случае необходимости, с применением рассеивающей фокусирующей линзы 18).
Было установлено, что, если лазерный импульс применять в этих условиях, то для получения маркировки детали необходим всего один импульс. В частности, нет необходимости направлять несколько импульсов на одну и ту же зону для получения такого результата.
При помощи профилометра было также установлено, что отпечаток, получаемый на наружной поверхности 10а детали 10, является очень поверхностным по глубине (менее одного микрометра) при любом диаметре попадания и при любом материале детали (металл, керамика или композит).
Было также установлено, что, хотя глубина и является очень поверхностной, маркировка является стойкой к сильно окисляющей среде и к высокой температуре. В частности, испытания позволили показать стойкость такой маркировки (выполненной на детали из никеля) после 700 циклов продолжительностью 1 час каждый при температуре 1100°С.
Следует отметить, что для выполнения маркировки нет необходимости в наличии изолирующей среды, прозрачной для длины волны используемого лазера (например, воды или стекла для лазера типа Nd-YAG), для обеспечения лучшего расширения плазмы, создаваемой лазером.
Можно также отметить, что маркировку можно осуществлять в окружающей атмосфере при условии ограничения поверхностной мощности производимого лазером импульса значением 10 ГВт/см2 (что соответствует порогу пробоя воздуха). При значениях поверхностной мощности более 10 ГВт/см2 маркировку следует выполнять в вакууме.
Способ маркировки в соответствии с изобретением можно применять для любого типа материала. В частности, его можно с успехом применять для маркировки деталей из металла, из керамики или из композиционного материала. Его можно применять также для любого материала покрытия поверхности детали.
В случае маркируемой детали, выполненной из металла, предпочтительно применяют поверхностную мощность от 0,04 ГВт/см2 до 0,55 ГВт/см2, чтобы получить различимый отпечаток.
В частности, в случае детали из никеля предпочтительно применяют поверхностную мощность от 0,10 ГВт/см2 до 0,52 ГВт/см2. В случае детали из алюминия предпочтительно применяют поверхностную мощность от 0,20 ГВт/см2 до 0,55 ГВт/см2 и в случае детали из стали, предпочтительно применяют поверхностную мощность от 0,10 ГВт/см2 до 0,50 ГВт/см2.
Кроме того, если маркируемая деталь выполнена из композиционного материала с углеродными волокнами и эпоксидной матрицей, предпочтительно лазерный импульс должен иметь поверхностную мощность от 0,15 ГВт/см2 до 2 ГВт/см2, чтобы обеспечить читаемость отпечатка.
Наконец, в случае маркируемой детали, выполненной из керамики, предпочтительно лазерный импульс должен иметь поверхностную мощность от 0,10 ГВт/см2 до 0,34 ГВт/см2, чтобы получить различимый отпечаток.
Далее со ссылками на фиг. 2-4 следует описание нескольких примеров маркировки, выполняемой при помощи способа с соответствии с изобретением.
На фиг. 2 показана фотография (масштаб 4:1), на которой представлен результат применения лазерного импульса согласно заявленному способу на подложке из композиционного материала типа углерод-углерод.
Показанная на этой фигуре маркировка 20, различимая невооруженным глазом и имеющая круглую форму, была получена при помощи единственного лазерного импульса с диаметром попадания 8,7 мм, имеющего поверхностную мощность 99 МВт/см2 и продолжительность 5,2 нс. При этом используемый трафарет не имел никакого графического рисунка.
На фиг. 3 показана фотография (масштаб 4:1), на которой показан результат применения лазерного импульса согласно заявленному способу на подложке из диоксида циркония (ZrO2/Y2O3).
Показанная на этой фигуре маркировка 20', различимая невооруженным глазом и имеющая круглую форму, была получена при помощи единственного лазерного импульса с диаметром попадания 9,1 мм, имеющего поверхностную мощность 135 МВт/см2 и продолжительность 5,2 нс. При этом используемый трафарет не имел никакого графического рисунка.
Наконец, на фиг. 4 показана фотография (масштаб 4:1), на которой показан результат применения лазерного импульса согласно заявленному способу на подложке из алюминия.
Показанная на этой фигуре маркировка 20'', различимая невооруженным глазом и имеющая круглую форму, была получена при помощи единственного лазерного импульса с диаметром попадания 13 мм, имеющего поверхностную мощность 41 МВт/см2 и продолжительность 5,2 нс. При этом используемый трафарет не имел никакого графического рисунка.
Все эти фотографии показывают, что приложение единственного лазерного импульса в вышеуказанных условиях поверхностной мощности и продолжительности позволяет получить абсолютно различимую маркировку, независимо от материала маркируемой детали (или ее поверхностного покрытия), причем эта маркировка не имеет отрицательного влияния на материал детали и выдерживает одновременно окисляющую среду и высокую температуру.
Согласно предпочтительному признаку, между лазерным источником и наружной поверхностью маркируемой детали располагают дополнительный трафарет, называемый «матовым трафаретом». Этот матовый трафарет добавляют к описанному выше трафарету, имеющему заданный графический рисунок (матовый трафарет можно расположить как перед, так и после трафарета 16, если рассматривать направление пути лазерного пучка).
Матовый трафарет выполнен в виде трафарета, содержащего среду (например, жидкую или стеклообразную) с множеством переходов тона для получения мультиконтрастной маркировки детали.
В частности, матовый трафарет выбирают таким образом, чтобы он обеспечивал контролируемое ослабление интенсивности лазерного источника в зависимости от рисунка трафарета, воспроизводимого на детали. Так, менее затемненные зоны матового трафарета будут пропускать лазерное излучение большей интенсивности, тогда как сильно затемненные зоны будут пропускать лишь незначительную интенсивность лазерного излучения.
На фиг. 5 представлен пример матового трафарета 22, который можно использовать для получения перехода контрастов с целью маркировки. В этом примере матовый трафарет 22 содержит слабо затененную центральную зону 22а и более затененную периферическую зону 22b. Применение такого матового трафарета позволяет получить графический рисунок с переходом контраста между центральной зоной и периферической зоной этого рисунка.

Claims (12)

1. Способ поверхностной маркировки механической детали с помощью заданного графического рисунка, характеризующийся тем, что воздействуют на наружную поверхность маркируемой детали единственным лазерным импульсом лазерного источника, при этом между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают трафарет, содержащий заданный графический рисунок, причем лазерный импульс имеет поверхностную мощность не менее 20 МВт/см2 и продолжительность, меньшую или равную 100 нс.
2. Способ по п. 1, в котором между лазерным источником и трафаретом располагают фокусирующую линзу.
3. Способ по п. 1, в котором лазерным источником является лазер Nd-YAG.
4. Способ по п. 1, в котором лазерный импульс имеет диаметр попадания не менее 0,5 мм.
5. Способ по п. 1, в котором между лазерным источником и наружной поверхностью детали располагают матовый трафарет с несколькими переходами тона, чтобы получить мультиконтрастную маркировку детали.
6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,04 ГВт/см2 до 0,55 ГВт/см2, если маркируемая деталь выполнена из металла.
7. Способ по любому из пп. 1-5, в котором лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,15 ГВт/см2 до 2 ГВт/см2, если маркируемая деталь выполнена из композиционного материала с углеродными волокнами и эпоксидной матрицей.
8. Способ по любому из пп. 1-5, в котором лазерный импульс имеет поверхностную мощность от 0,10 ГВт/см2 до 0,34 ГВт/см2, если маркируемая деталь выполнена из керамики.
9. Применение способа по любому из пп. 1-5 для маркировки лопатки вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
10. Применение способа по п. 6 для маркировки лопатки вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
11. Применение способа по п. 7 для маркировки лопатки вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
12. Применение способа по п. 8 для маркировки лопатки вентилятора, турбины или компрессора авиационного газотурбинного двигателя.
RU2015114977A 2012-10-08 2013-10-07 Способ поверхностной маркировки механической детали при помощи специального графического рисунка, различаемого невооруженным глазом RU2640461C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1259546A FR2996487B1 (fr) 2012-10-08 2012-10-08 Procede de marquage en surface d'une piece de moteur a turbine a gaz par une representation graphique predefinie
FR1259546 2012-10-08
PCT/FR2013/052374 WO2014057195A1 (fr) 2012-10-08 2013-10-07 Procédé de marquage en surface d'une pièce mécanique par une représentation graphique prédéfinie visible a l'oeil nu

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015114977A RU2015114977A (ru) 2016-11-10
RU2640461C2 true RU2640461C2 (ru) 2018-01-09

Family

ID=47295057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015114977A RU2640461C2 (ru) 2012-10-08 2013-10-07 Способ поверхностной маркировки механической детали при помощи специального графического рисунка, различаемого невооруженным глазом

Country Status (10)

Country Link
US (1) US10138170B2 (ru)
EP (1) EP2903834B1 (ru)
JP (1) JP6219962B2 (ru)
CN (1) CN104837636B (ru)
BR (1) BR112015007776B1 (ru)
CA (1) CA2887103C (ru)
FR (1) FR2996487B1 (ru)
IN (1) IN2015DN03000A (ru)
RU (1) RU2640461C2 (ru)
WO (1) WO2014057195A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015149221A1 (en) 2014-03-31 2015-10-08 Dow Global Technologies Llc Crosslinkable polymeric compositions with n,n,n',n',n",n"-hexaallyl-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine crosslinking coagent, methods for making the same, and articles made therefrom
WO2016207660A1 (en) 2015-06-24 2016-12-29 University Of Dundee Method of, and apparatus for, reducing photoelectron yield and/or secondary electron yield
GB201603991D0 (en) * 2016-03-08 2016-04-20 Univ Dundee Processing method and apparatus
EP4415972A1 (en) * 2021-10-14 2024-08-21 The Procter & Gamble Company High speed laser processes for marking on articles

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1231010A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-14 Siemens Westinghouse Power Corporation Transient liquid phase bonding repair for turbine blades and vanes
WO2011036087A1 (de) * 2009-09-25 2011-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines markierten gegenstandes
EP2317076A2 (en) * 2009-10-30 2011-05-04 Alstom Technology Ltd A method for repairing a gas turbine component

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59207246A (ja) * 1983-05-11 1984-11-24 Hitachi Ltd レ−ザ・マ−キング装置
JPS62110891A (ja) * 1985-11-11 1987-05-21 Mitsubishi Electric Corp レ−ザマ−キング方法
JPH0685387B2 (ja) * 1986-02-14 1994-10-26 株式会社東芝 位置合わせ方法
JP2696562B2 (ja) * 1989-06-01 1998-01-14 日立電子エンジニアリング株式会社 微粒子検出器におけるレーザの変動ノイズ排除方式
AU1405101A (en) * 1999-11-19 2001-05-30 Lasers Are Us Limited Masks
US6340806B1 (en) * 1999-12-28 2002-01-22 General Scanning Inc. Energy-efficient method and system for processing target material using an amplified, wavelength-shifted pulse train
US6423935B1 (en) * 2000-02-18 2002-07-23 The Regents Of The University Of California Identification marking by means of laser peening
US6395151B1 (en) * 2000-10-26 2002-05-28 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Vacuum ARC vapor deposition method and apparatus for applying identification symbols to substrates
JP4794089B2 (ja) * 2001-09-17 2011-10-12 株式会社メニコン 眼用レンズのマーキング方法
US7105048B2 (en) * 2001-11-30 2006-09-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Laser irradiation apparatus
CN100357056C (zh) * 2005-03-04 2007-12-26 江苏大学 激光冲击波三维高防伪无损标识的方法和装置
CN101201559A (zh) * 2006-12-11 2008-06-18 上海华虹Nec电子有限公司 一种光刻机硅片平台水平控制和自动对焦系统及方法
WO2008091898A1 (en) * 2007-01-23 2008-07-31 Imra America, Inc. Ultrashort laser micro-texture printing
CN101157159A (zh) * 2007-11-13 2008-04-09 江苏大学 基于激光冲击波力学效应的阵列式激光标记方法和装置
CN101308312A (zh) * 2008-06-05 2008-11-19 江苏大学 一种基于虚共焦的激光冲击波三维标识的方法和装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1231010A1 (en) * 2001-02-08 2002-08-14 Siemens Westinghouse Power Corporation Transient liquid phase bonding repair for turbine blades and vanes
WO2011036087A1 (de) * 2009-09-25 2011-03-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum herstellen eines markierten gegenstandes
EP2317076A2 (en) * 2009-10-30 2011-05-04 Alstom Technology Ltd A method for repairing a gas turbine component

Also Published As

Publication number Publication date
FR2996487B1 (fr) 2014-11-28
JP2016500577A (ja) 2016-01-14
CN104837636B (zh) 2018-09-11
CA2887103C (fr) 2020-09-15
JP6219962B2 (ja) 2017-10-25
CA2887103A1 (fr) 2014-04-17
US20150290744A1 (en) 2015-10-15
RU2015114977A (ru) 2016-11-10
EP2903834B1 (fr) 2016-06-08
FR2996487A1 (fr) 2014-04-11
BR112015007776B1 (pt) 2021-02-02
WO2014057195A1 (fr) 2014-04-17
US10138170B2 (en) 2018-11-27
EP2903834A1 (fr) 2015-08-12
BR112015007776A2 (pt) 2017-07-04
CN104837636A (zh) 2015-08-12
IN2015DN03000A (ru) 2015-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640461C2 (ru) Способ поверхностной маркировки механической детали при помощи специального графического рисунка, различаемого невооруженным глазом
Leone et al. AISI 304 stainless steel marking by a Q-switched diode pumped Nd: YAG laser
Krüger et al. Ultrashort pulse laser interaction with dielectrics and polymers
RU2671649C2 (ru) Способ для маркировки поверхности механической детали предопределенным графическим представлением, имеющим голографический эффект
JP6470737B2 (ja) レーザー光に対して透明な固体媒体とターゲットとの間に挟まれた流体流路を有してターゲット上でレーザーショックピーニングを実施するためのシステム及び方法
JP6068331B2 (ja) 金属部材へのマーキング方法
Cao et al. Study on reducing burrs of super alloy through structures in water jet guided laser ablation
JP2001124697A (ja) 経時プラズマ光スペクトル解析を用いたレーザー衝撃ピーニングの監視及び制御方法
HUP9701312A2 (hu) Eljárás jelölés, illetve jelölésrendszer komplex kialakítására az anyagok szerkezetének, illetve belső feszültségeinek változtatásával és a jelek vagy jelcsomagok roncsolásmentes kiolvasásával
CN112375899A (zh) 矩形均匀激光脉冲冲击强化与成型系统及其运用方法
CN101157159A (zh) 基于激光冲击波力学效应的阵列式激光标记方法和装置
JP2010247213A (ja) レーザピーニング施工装置及びレーザピーニング施工方法並びに金属材料製品
Wendland et al. Deep engraving of metals for the automotive sector using high average power diode pumped solid state lasers
CN102152651B (zh) 一种基于激光冲击的三维防伪标记辨别的方法
CN114406476A (zh) 一种激光冲击强化标印方法
US12043582B2 (en) Process for marking a refractory ceramic part
KR20150012377A (ko) 펄스 레이저를 이용한 고경도 코팅의 내구성 평가 및 시험방법
Engelhardt et al. Micromachining using high‐power picosecond lasers: Comparison of various materials
Rozmus-Gornikowska et al. Laser shock processing of an austenitic stainless steel
Aprilia et al. Surface residual stress tailoring of 420 martensitic stainless steel by laser shock peening
Daido et al. Observation and characterization of quasi-continuous wave kW-class laser interaction with metal and metal oxide targets using a high-speed camera and microscopes
Hendow Effects of peak power and multipulsing on drilling and marking with ns pulses
Liu et al. Thermal Fatigue Behaviour of Cast Iron Induced by Pulse Laser Heating: Numerical Simulation and Experimental Studies.
Shen et al. Comparison research on mechanical properties of high temperature alloy after laser peened and ultrasonically peened
Li et al. Research on Salt Spray Corrosion of DM Code Laser-Marked on Aluminium Alloy

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner