實(shí)例1:雕刻銀飾品
用SPI脈沖激光器可在銀飾品表面雕刻出復(fù)雜的裝飾圖形 (見(jiàn)圖5),在此應(yīng)用中使用的激光器為SPI公司的G3 20W脈沖激光器,在雕刻中激光器的具體設(shè)置與雕刻效果如表2所示。
圖5:用SPI脈沖激光器雕刻銀飾制品。
表2:用SP-20P-HS激光器雕刻銀飾品的具體設(shè)置及雕刻效果。
經(jīng)過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單脈沖能量以及峰值功率對(duì)金屬雕刻的深度和雕刻效率起到關(guān)鍵作用,特別是對(duì)于高反射材料(比如銀、銅或鋁等)尤其關(guān)鍵。 SPI-20P-HS 激光器在波形0(脈沖頻率為25kHz)設(shè)置時(shí)的峰值功率可高達(dá)16kW,比基于Q開(kāi)關(guān)技術(shù)的光纖激光器高出約60%,脈沖能量可達(dá)0.8mJ。另外,光斑模式對(duì)于金屬雕刻質(zhì)量也起到十分重要的作用。根據(jù)一般的工藝要求,加工后的銀飾制品要經(jīng)過(guò)打磨拋光處理,而這一工序可通過(guò)步驟2得以實(shí)現(xiàn),即用高頻率、高速度、低功率的激光束進(jìn)行拋光處理,從而大大簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程,提高了效率,使得銀飾制品更加美觀。
實(shí)例2:雕刻工具鋼和不銹鋼
用SPI脈沖激光器可在工具鋼和不銹鋼表面進(jìn)行雕刻(見(jiàn)圖6), 在此應(yīng)用中使用的激光器為SPI公司的G3 30W脈沖激光器,在雕刻中激光器的具體設(shè)置與雕刻效果如表3所示。
圖6:用SPI脈沖激光器雕刻不銹鋼。
表3:用SP-30P-HM激光器雕刻不銹鋼的具體設(shè)置及雕刻效果
加工工具鋼或不銹鋼時(shí),雕刻深度主要由單脈沖能量以及峰值功率決定。但是較大的單脈沖能量以及較高的峰值功率,容易使加工后的金屬氧化變黑,影響加工效果。控制金屬氧化變黑的有效方法是使用短脈沖,使金屬在氧化前快速氣化。在上述步驟2中,SPI-30P-HM 激光器在波形4(脈沖頻率為300kHz)設(shè)置時(shí)的脈沖寬度僅為15ns,從而能有效地控制金屬氧化變黑,使得加工后的制品達(dá)到打磨拋光處理的效果。
從上面的雕刻實(shí)例可以看出,通過(guò)對(duì)同一臺(tái)激光器進(jìn)行不同的設(shè)置,根據(jù)材料的特點(diǎn),選擇不同的波形、脈沖頻率等參數(shù),可分步驟地對(duì)材料進(jìn)行精細(xì)加工,從而得到最佳雕刻效果。
SPI脈沖激光器的最大特點(diǎn)是用戶可對(duì)激光器的輸出波形、脈沖寬度、脈沖頻率、單脈沖能量,以及平均輸出功率等參數(shù)進(jìn)行選擇,從而針對(duì)不同材料選擇一組最佳參數(shù)組合,以達(dá)到所需要的加工效果。
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