金橙子培训教材培训教材目录12第一章激光加工的原理一、简介激光打标是利用激光的高能量作用于工件表面，使工件表面达到瞬间气化，并按预定的轨迹，刻写出具有一定深度的文字、图案。根据对工件进行激光加工的不同效果，激光打标能够分为三类：能量很高的激光作用在工件表面，形成瞬间气化，切移物质，但不会对部件产生热反感化。激光加热材料并改变表面颜色。没有切移物质。在涂层表面，可通过移动上层材料形成对比度，从而显示底层材料的色彩。2、激光加工适用范围激光的利用很广泛，并且正在迅速的进入各个行业，成为人们日常糊中的一部分。激光利用可分为医疗激光（光子嫩肤仪）、产业激光、激光检测等等。产业激光可分为激光打标、激光雕镂切割、激光焊接三大类。激光打标机可雕刻金属及多种非金属材料。应用于电子元器件、集成电路（IC）、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件、精密器械、眼镜钟表、首饰饰品、汽车配件、塑胶按键、建材、PVC管材、医疗器械等行业。适用材料包括：普通金属及合金（铁、铜、铝、镁、锌等所有金属），稀有金属及合金（金、银、钛），金属氧化物（各种金属氧化物均可），特殊表面处理（磷化、铝阳极化、3电镀表面），ABS料（电器用品外壳，日用品），油墨（透光按键、印刷制品），环氧树脂（电子元件的封装、绝缘层）。激光切割机可雕刻金属及多种非金属材料。应用于服装辅料、医药包装、建筑陶瓷、饮料包装、织物切割、橡胶制品、外壳铭牌、工艺礼品、电子元件、皮革等行业图1-1为激光打标的一些利用。三、为什么要使用激光加工任何加工，都有一个共同的目标：高效率。在满足客户要求的前提下，尽可能快的完成加工。钢铁行业中，钢板切割要求切缝小，热变形小，只有激光能做到很好的效果。用别的工艺就很难达到客户的要求。模具、机加行业中，深孔、小孔加工，用激光进行加工，速度效果都有保证。在服装行业中商标切割、皮革打标，以前使用别的工艺，但是速度慢，效率低，改用激光加工，其速度提高，生产效率大幅提升。对于加工企业来说，高效率就意味着多挣钱。使用激光加工，第一要满足客户的加工要求，第二要尽可能的提高加工速度。在首饰上打标键盘打标4手机按键金属打标活塞打标非金属打标皮革打标刀具打标IC芯片打标电子元器件打标图1-1激光的应用5第二章激光打标机的组成激光打标机一般由激光器、振镜(SCANHEAD)、机架、冷却系统、控制柜部分组成。激光器是打标机中的核心组件，他决意了打标机的结构。现在常用的激光器有CO2激光器、氪灯泵浦激光器、半导体泵浦激光器、光纤激光器。关于这几种激光器的描述见《激光器》。我们以目前市场上最为普及的YAG灯泵浦打标机为例，说明激光打标机的各个组成部分。下图为YAG灯泵浦激光打标机示意图。图2-1激光打标机一、激光器激光发生器主要由激光工作物质、泵浦氪灯、聚光腔、谐振腔、Q器件组成。6图2-2激光发生器1、激光工作物质YAG激光打标机激光工作物质为掺钕钇铝石榴石(Y3O12），简称Nd3+:YAG棒。Nd3+:YAG晶体的工作原理是通过晶体内3价钕离子的能级跃迁产生1064nm波长的红外激光。Nd3+:YAG材料具有阈值低、效率高、晶体使用寿命长等特点，是目前研究和使用比较广泛、能做成具有实际使用价值的能连续工作的一种激光材料。YAG晶体外形为圆柱形结构，棒的两个端面严格平行，与棒轴垂直，并且经过抛光镀膜。使用过程中要保持棒端面光洁。激光器工作时，YAG棒需用水冷却至一定温度，以保持激光输出的稳定性。2、泵浦源关于继续运转的固体YAG激光器，普通接纳氪灯泵浦的方式，氪灯的最大输入功率6KW，工作电流7-22A，工作电压110V〜2V。氪灯有正负极性，7圆头为正，尖头为负。氪灯在工作时，需用水冷却。注意：氪灯正负极务必与激光电源输出正负极一致，错误的接法将导致氪灯严重损坏，并有可能引发棒和聚光器的损害。3、聚光腔为了使氪灯发射的能量尽可能多地为工作物质所吸收，需要采取聚光耦合的方法，将氪灯发射的光能会聚到YAG棒上，即采用通常所说的聚光器。腔体接纳紧包的方式，氪灯和YAG棒等间隔地间接置于腔内，腔内全部水冷却。聚光腔的耦合效率是决定激光器转换效率的关键环节，应保持腔内光洁，否则严重影响激光器出光效率。现在聚光腔主要有陶瓷腔、金属腔两种。4、谐振腔在工作物质的两端，各放上一块反射镜，两个反射镜面调整到严格平行，并与晶体棒的轴线垂直，这两块反向镜即构成谐振腔。YAG棒发出的光，并不能间接形成严厉意义上的激光，它需求经过谐振腔不竭反射放大，才干发生高强度的、能够用于加工的激光。谐振腔的一块反射镜为全反射镜，另一块反射镜为部分反射镜，激光从部分反射镜一端输出。YAG棒氪