Способ лазерной гравировки

(71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции, Вильнюсский научноисследовательский институт радиоизмерительных приборов и Черкасское научнопроизводственное обьединение "Ротор"(54) СПОСОБ ЛАЗЕРНОЙ ГРАВИРОВКИ (57) Изобретение относится к методам электрофизической обработки материалов, в частности к способам нанесения различиИзобретение относится к методам формирования на поверхности изделий различных материалов отличительных знаков, кодовых обозначений и пр., и может найти применение а операциях по маркировке, сериализации и разметке изделий.Целью изобретения является формирование знака с выпуклой поверхностью,Предложенный способ гравировки выполняется сфокусированным пучком лазерного излучения с заданной длиной волцы и с перетяжкой, эаглубленной в материал заготовки, причем длину волны излучения выбира от из условия обьемного поглощения его энергии иатериалом заготовки, а перетяжку залубляют на величину, при которой ЯО, 1 Т 04990 А 1,(5)5 В 23 К 26/ОО тельных знаков, символов, рисунков, и может найти применение в различных областях для обработки изделий, Целью изобретения является формирование эцака с выпуклой поверхностью. Гравировку выполняют сфокусированным пучком лазерного излучения, которое направляют на поверхность изделия, причем длину волны излучения выбирают иэ условия объемного поглощения его энергии материалом изделия, а перетяжку сфокусированного пучка заглубляют под поверхность изделия на величину, определяемую теплофиэическими свойствами материала, размерами наносимого знака (шириной его контура) и мощностью излучения. Скорость контурного перемещения луча по рисунку определяется необходимой величиной энергии для переработки материала изделия вдоль единичной его длины. на поверхности изделия плотность мощности не превышает критического значения по плавлению материала, а в плоскости перетяжки достигает этого значения с учетом уровня обьемного поглощения энергии излучения,Реализация способа осуществляется следующим образом.Для известного материала изделия вы. бирают тип излучения по длине волны в зависимости от расчетного значения коэффициента поглощсция (Бугера):, 2 уупл0 о 4 ргде Р - мощность излучения; Оо - диаметр перетяжки;и выбирают линзу по требуемому фокуснолу расстоянию Р -ОЬГ --- до где Юl р - критическая плотность мощности лазерного излучения;бо - диаметр лазерного излучения о плоскости акустики;а- коэффициент поглощения лазерного излучения обрабатываемого материалом;Р - мощность лазерного излучения,Составитель В.Котляров Редактор М.Васильева Техред М.Моргецтал Корректор О.КравцоваЗаказ 153 Тираж Подписное ВНИИПИ Государстоеццого комитета по изобретешгям и откры 1 иял 1 при ГК 1 Т СССР 113035, Москоа, Ж, Раушскдя цаб., 4/5 Произоодстоенцо-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 где В - нормализованный коэффициент погпощецил (В0,1 - поглощение сбьемцое); Ср - удельная тсплоемкость; Лр - критическая по плавлению плотность мощности светового потока длл материала заготовки; К - коэффиц. и т теплопрооод ости; Епл - удельная теплота плавления мзтсриалд из- делия,Далее определяют величину заглублсния перетяжки каустики пучка излучения о материал изделия где О -диаметр пучка по линзе.После корректировки рдсходимости пучка излучения до величины О = бо/Е и настройки привода перемещения изделил4 Рцд уровень скорости Ч , - , ,где 1 о - удельная энергия плавления материала изделия, выполцлют обработку контура рисуцка.Предложенный способ гравировки использовался длл нанесенил надписей ца клавиатуру персональных компьютероо "Поиск", осодиоаел 1 ых ПО "Эпектроцмаш".Материал клавишей - полистирол (Мlрм = 10 В 1/см, К = 0,01 кал/см с град, ср = 0,15 кал/г грдп. Ь " 0,1 10 кал/г, Ьъ " 0,6 10 Дк/смд). Расчетные значения параметров: а.=15 см, ао =13 см для Я= 1,06 мкм /излучатель цд ИАГ/, Ь Р.= О,ОД см, 1 =- ЗЯ см, О.= 0,015, Ч = 3,54 см/с. Обработка оыполцяпась на лазерной установке ГПЛТ 16-400/500 с излучателем типа ЛТИ/Рср -16 Вт/. Время грзоирооки единичного знака протяженностью 15 мм составило 0,5 с, что позволило сократить продолжительность изготоолецил одного набора кла оиатуры в 10 раз.Использование предложенного способа позволяет формировать выпуклый знак на поверхности изделия без нарушения ее сплошцости. Нанесенный знак имеет изме ценную окраску, наибопес контрастную цатемных сортах полистирола. Формула и зоб рете ц и я Способ лазерной грдвирооки, при кото ром нд обрзбатыодемую поверхность направляют сфокусированное лазерное излучение с заданной длиной оолцы и перетяжкой, заглублял последнюю о материал, о т л и ч а ю щ и й с л тем, что, с целью 25 формирования знака с выпуклой поверхностью процесс ведут при длине волны лазерного излучения, соответствующей его объелному поглощению обрабатываемым материалом, и при заглублении перетяжки 30д( 1( кд.В,"- а 4 р