SU1704990A1

SU1704990A1 - Способ лазерной гравировки

Info

Publication number: SU1704990A1
Application number: SU904789005A
Authority: SU
Inventors: Валерий Павлович Котляров; Александр Геннадиевич Бобылев; Владимир Петрович Царук; Владимир Сергеевич Коваленко; Николай Константинович Мурзин; Юрий Александрович Сорокин; Игорь Николаевич Свидерский
Original assignee: Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции; Вильнюсский Научно-Исследовательский Институт Радиоизмерительных Приборов; Черкасское Научно-Производственное Объединение "Ротор"
Priority date: 1990-02-07
Filing date: 1990-02-07
Publication date: 1992-01-15

Abstract

Изобретение относитс к методам электрофизической обработки материалов, в частности к способам нанесени различительных знаков, символов, рисунков, и может найти применение о различных област х дл обработки изделий. Целью изобретени вл етс формирование знака с выпуклой поверхностью. Гравировку выполн ют сфокусированным пучком лазерного излучени , которое направл ют на поверхность издели , причем длину волны излучени выбирают из услови объемного поглощени его энергии материалом издели , а перет жку сфокусированного пучка .заглубл ют под поверхность издели на величину , определ емую теплофизическими свойствами материала, размерами наносимого знака (шириной его контура) и мощностью излучени . Скорость контурного перемещени луча по рисунку определ етс необходимой величиной энергии дл переработки материала издели вдоль единичной его длины. (/) С

Description

Изобретение относитс к методам формировани на поверхности изделий различных материалов отличительных знаков, кодовых обозначений и пр., и может найти применение в операци х по маркировке, се- риализации н разметке изделий.

Целью изобретени вл етс формирование знака с выпуклой поверхностью.

Предложенный способ гравировки выполн етс сфокусированным пучком лазерного излучени с заданной длиной волны и с перет жкой, заглубленной в материал заготовки , причем длину волны излучени выбирают из услови объемного поглощени его энергии материалом заготовки, а перет жку заглубл ют на величину, при которой

на поверхности издели плотность мощности не превышает критического значени по плавлению материала, а в плоскости перет жки достигает этого значени с учетом уровн обьемного поглощени энергии излучени ,

Реализаци способа осуществл етс Следующим образом.

Дл известного материала издели выбирают тип излучени по длине волны в зависимости от расчетного значени коэффициента поглощени (Бугера):

XJ

О

ю о о

«.„„-BCpwe

л L-ПЛ

где В - нормализованный коэффициент поглощени (В и 0,1 - поглощение объемное); Ср - удельна теплоемкость; Wpn - критическа по плзплению плотность мощности енотового потока дл материала заготовки; К - коэффициент теплопроводности; Lnn - удельна теплота плавлени материала издели .

Далее определ ют величину заглублени перет жки каустики пучка излучени в материал издели

1 ...TtdlvC

AF -77-l

ип

4р

где Р - мощность излучени ; do - диаметр перет жки;

и выбирают линзу по требуемому фокусному рассто нию

AF

4р л 1/2 н Иd°

-1

где D - диаметр пучка по линзе.

После корректировки расходимости пучка излучени до величины в - do/F и настройки привода перемещени издели

4 Р на уровень скорости V др ,- .где

- удельна энерги плавлени материала издели , выполн ют обработку контура рисунка .

Предложенный способ гравировки использовалс дл нанесени надписей на клавиатуру персональных компьютеров Поиск, осваиоаемых ПО Электронмаш. Материал клавишей - полистирол (Wpnn 103 Вт/см2, К 0,01 кап/см -с -град, ср 0.15 кал/гтрзд. L™ - О,МО3 кал/г, U 0,6 103Дж/смч5). Расчетные значени параметров: а- 15 см , On 13 см дл Я 1,06 мкм /излучатель на ИАГ/, Д Г 0,08 см. У- -- 3,9 см, 0-- 0,015, V 3,54 см/с. Обработка выполн лась на лазерной установке ГПЛТ16-400/500 с излучателем типа ЛТИ-502 /Рср 16 Вт/. Врем гравировки единичного знака прот женностью 15 мм составило 0,5 с, что позволило сократить продолжительность изготовлени одного набора клавиатуры в 10 раз.

Использование предложенного способа позвол ет формировать выпуклый знак на поверхности издели без нарушени ее сплошности. Нанесенный знак имеет измененную окраску, наиболее контрастную на темных сортах полистирола.

Claims

Формула изобретени Способ лазерной гравировки, при котором на обрабатываемую поверхность направл ют сфокусированное лазерное излучение с заданной длиной волны и перет жкой , заглубл л последнюю в материал, отличающийс тем, что, с целью

формировани знака с выпуклой поверхностью процесс ведут при длине волны лазерного излучени , соответствующей его объемному поглощению обрабатываемым материалом, и при заглублении перет жки

где Wpnn - критическа плотность мощности лазерного излучени ;

do диаметр лазерного излучени в плоскости акустики;

а- коэффициент поглощени лазерного излучени обрабатываемого материалом;

Р - мощность лазерного излучени .