实例1:雕刻银饰品
用SPI脉冲激光器可在银饰品表面雕刻出复杂的装饰图形 (见图5),在此应用中使用的激光器为SPI公司的G3 20W脉冲激光器,在雕刻中激光器的具体设置与雕刻效果如表2所示。
图5:用SPI脉冲激光器雕刻银饰制品。
表2:用SP-20P-HS激光器雕刻银饰品的具体设置及雕刻效果。
经过试验发现,单脉冲能量以及峰值功率对金属雕刻的深度和雕刻效率起到关键作用,特别是对于高反射材料(比如银、铜或铝等)尤其关键。 SPI-20P-HS 激光器在波形0(脉冲频率为25kHz)设置时的峰值功率可高达16kW,比基于Q开关技术的光纤激光器高出约60%,脉冲能量可达0.8mJ。另外,光斑模式对于金属雕刻质量也起到十分重要的作用。根据一般的工艺要求,加工后的银饰制品要经过打磨抛光处理,而这一工序可通过步骤2得以实现,即用高频率、高速度、低功率的激光束进行抛光处理,从而大大简化了工艺过程,提高了效率,使得银饰制品更加美观。
实例2:雕刻工具钢和不锈钢
用SPI脉冲激光器可在工具钢和不锈钢表面进行雕刻(见图6), 在此应用中使用的激光器为SPI公司的G3 30W脉冲激光器,在雕刻中激光器的具体设置与雕刻效果如表3所示。
图6:用SPI脉冲激光器雕刻不锈钢。
表3:用SP-30P-HM激光器雕刻不锈钢的具体设置及雕刻效果
加工工具钢或不锈钢时,雕刻深度主要由单脉冲能量以及峰值功率决定。但是较大的单脉冲能量以及较高的峰值功率,容易使加工后的金属氧化变黑,影响加工效果。控制金属氧化变黑的有效方法是使用短脉冲,使金属在氧化前快速气化。在上述步骤2中,SPI-30P-HM 激光器在波形4(脉冲频率为300kHz)设置时的脉冲宽度仅为15ns,从而能有效地控制金属氧化变黑,使得加工后的制品达到打磨抛光处理的效果。
从上面的雕刻实例可以看出,通过对同一台激光器进行不同的设置,根据材料的特点,选择不同的波形、脉冲频率等参数,可分步骤地对材料进行精细加工,从而得到最佳雕刻效果。
SPI脉冲激光器的最大特点是用户可对激光器的输出波形、脉冲宽度、脉冲频率、单脉冲能量,以及平均输出功率等参数进行选择,从而针对不同材料选择一组最佳参数组合,以达到所需要的加工效果。
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