Способ лазерной маркировки изделий / Патент

Научная библиотека Комментарии к записи Способ лазерной маркировки изделий / Патент отключены

Владелец патента: Акционерное общество «Научно-исследовательский институт технического стекла им. В.Ф.Солинова» (RU). Автор: Бекмухамедова Сабина Ризвановна (RU) / RU 2 766 210 C1

Реферат
Изобретение относится к технологии нанесения изображений на изделия, в частности лазерной маркировки изделий из стекла, как плоских, так и имеющих сложную геометрию поверхности, и может быть использовано в авиационной, космической, а также автомобильной промышленности. Техническим результатом является обеспечение маркировки изделия сложной геометрической формы без повреждения его поверхности, а также возможность нанесения изображения на участок поверхности изделия, имеющий неплоскую форму. Способ лазерной маркировки изделий, выполненных из прозрачного для лазерного излучения материала, путем прижатия к маркируемой поверхности изделия подложки с нанесенным на нее красящим составом, его разогрева путем сканирования подложки сфокусированным пучком излучения импульсно-периодического лазера с противоположной стороны изделия, испарения и осаждения паров красящего состава на поверхность изделия с формированием на нем изображения, при этом пучок излучения импульсно-периодического лазера для формирования изображения на изделии направляют при помощи сканатора, который закреплен на устройстве для его перемещения к месту формирования изображения, фокусное расстояние объектива сканатора составляет 201-204 мм, длительность импульсов составляет 95-105 нс при частоте следования 30-50 кГц и энергии в импульсе 0,95-1,05 мДж, а скорость относительного перемещения пучка излучения импульсно-периодического лазера в фокальной плоскости по обрабатываемой поверхности красящего состава составляет 1-2 м/c. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения
1. Способ лазерной маркировки изделий, выполненных из прозрачного для лазерного излучения материала, путем прижатия к маркируемой поверхности изделия подложки с нанесенным на нее красящим составом, его разогрева путем сканирования подложки сфокусированным пучком излучения импульсно-периодического лазера с противоположной стороны изделия, испарения и осаждения паров красящего состава на поверхность изделия с формированием на нем изображения, отличающийся тем, что пучок излучения направляют на подложку при помощи сканатора, который закреплен на устройстве для его перемещения к месту формирования изображения, при этом фокусное расстояние объектива сканатора составляет 201-204 мм, длительность импульсов излучения составляет 95-105 нс при частоте следования импульсов 30-50 кГц и энергии в импульсе 0,95-1,05 мДж, а скорость относительного перемещения пучка излучения лазера в фокальной плоскости по обрабатываемой поверхности подложки составляет 1-2 м/c.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве устройства для перемещения сканатора к месту формирования изображения используют робот-манипулятор.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала изделия используют стекло.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на подложку нанесен красящий состав, включающий технический углерод и полимерное связующее, содержащее функциональные группы −N=C=O.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала подложки используют латунную фольгу.
Описание
Изобретение относится к технологии нанесения изображений на изделия, в частности, лазерной маркировки изделий из стекла, как плоских, так и имеющих сложную геометрию поверхности, и может быть использовано в авиационной, космической, а также автомобильной промышленности.
Известен способ нанесения идентификационных меток на прозрачные материалы, заключающийся в гравировке лазерным лучом углублений на поверхности прозрачного материала, образующих рассеивающие центры, создающие видимый рисунок [US3657085A, B44F1/06, C03C23/00, G02C7/02; H01J37/30, H01J37/301, опубл. 18.04.1972]. При этом методе нарушается целостность заготовки и недостаточно чётко видна маркировка.
Известен также способ маркировки посредством лазерной гравировки (RU2473414, МПК В23К26/08, В41М5/24, опубл. 27.01.2013], включающий в себя этап, на котором прикладывают выходной сигнал лазера к материалу, причем выходной сигнал лазера перемещают относительно материала с высокой скоростью, более 10 м/с, при этом выходной сигнал лазера имеет высокую постоянную мощность более 500 Вт на протяжении всего периода времени гравировки на поверхности материала.
Такая система, в силу технических и конструктивных особенностей, может быть использована только для выпуска изделий плоской формы, и непригодна для гравировки изделий сложной формы. Кроме того, в данном способе повреждается поверхность маркируемого изделия, что приводит к снижению его прочности.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ маркировки изделия, выполненного из прозрачного для лазерного излучения материала, путем нанесения на подложку красящего вещества, обеспечения прижатия подложки к изделию с одной его стороны, разогрева красящего вещества пучком импульсно-периодического лазера с противоположной стороны изделия, испарения и осаждения паров красящего вещества на поверхность изделия с формированием на нем изображения [WO0107197A1, МПК B41M5/24, C23C14/04, опубл. 01.02.2001 — прототип].
В качестве источника лазерного разогрева красящего вещества используют излучение импульсно-периодического Nd:YAG-лазера мощностью 90 Ватт, с диаметром пучка 1,2 мм, фокусируемого линзой с фокусным расстоянием 160 мм. При этом диаметр сфокусированного пятна на красящем веществе составляет 80 мкм.
В указанном источнике информации в качестве красящего вещества используют чистые металлы, например, алюминий, медь, хром, золото, свинец, молибден, никель, серебро, олова, титан, вольфрама или сплавы металлов, например, латунь.
Указанный выше способ пригоден для маркировки прозрачных для лазерного излучения изделий.
Недостатками данного способа является необходимость механического перемещения маркируемого изделия в процессе нанесения изображения, что усложняет процесс нанесения маркировки на крупногабаритные изделия и имеет невысокую точность воспроизводства изображения на поверхности изделия. Также данный способ не обеспечивает возможность эффективной работы с поверхностями сложной геометрии.
Задачей изобретения является осуществление способа лазерной маркировки изделия с устранением недостатков, присущих прототипу.
Техническим результатом является обеспечение маркировки изделия, имеющего сложную геометрию поверхности, без повреждения его поверхности, а также возможность нанесения изображения на участок поверхности изделия, имеющий неплоскую форму.
Полное содержание на https://yandex.ru/patents/doc/RU2766210C1_20220209

Рекомендуем для Вас


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.rf.mail@yandex.ru

Back to Top