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激光雕刻

2008-4-24   杭州远华激光

激光雕刻加工是利用数控技术为基础,激光为加工媒介。加工材料在激光照射下瞬间的熔化和气化的物理变性,达到加工的目的。激光加工特点:与材料表面没有接触,不受机械运动影响,表面不会变形,一般无需固定。不受材料的弹性、柔韧影响,方便对软质材料。加工   精度高,速度快,应用领域广范。
激光雕刻分为激光切割、激光雕刻、激光打标、玻璃(水晶)内雕等几种常见方式.
激光雕刻工艺是通过激光雕刻机,激光打标机,激光切割机等设备来实现.
激光雕刻广泛应用于广告加工、礼品加工、包装雕版、皮革加工、布料打样、印章雕刻、产品标刻、印章雕刻等诸多行业。
激光雕刻常见材质:1,非金属材料加工(co2激光):有机玻璃、木材、皮革、布料、塑料、印刷用胶皮版、双色板、玻璃、
合成水晶、牛角、纸板、密度板、大理石、玉石等
2、金属材料加工(YAG激光)常见金属材料。
二、激光雕刻原理简介
使用激光雕刻和切割,过程非常简单,如同使用电脑和打印机在纸张上打印。您可以在Win98/Win2000/WinXP环境下利用多种图形处理软件,如CorelDraw等进行设计,扫描的图形,矢量化的图文及多种CAD文件都可轻松地“打印”到雕刻机中。唯一的不同之处是,打印将墨粉涂到纸张上,而激光雕刻是将激光射到木制品、亚克粒、塑料板、金属板、石材等几乎所有的材料之上。
* 点阵雕刻   点阵雕刻酷似高清晰度的点阵打印。激光头左右摆动,每次雕刻出一条由一系列点组成的一条线,然后激光头同时上下移动雕刻出多条线,最后构成整版的图象或文字。扫描的图形,文字及矢量化图文都可使用点阵雕刻。
* 矢量切割   与点阵雕刻不同,矢量切割是在图文的外轮廓线上进行。我们通常使用此模式在木材、亚克粒、纸张等材料上进行穿透切割,也可在多种材料表面进行打标操作。
*雕刻速度:   雕刻速度指的是激光头移动的速度,通常用IPS(英寸/秒)表示,高速度带来高的生产效率。速度也用于控制切割的深度,对于特定的激光强度,速度越慢,切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻机面板调节速度,也可利用计算机的打印驱动程序来调节。在1%到100%的范围内,调整幅度是1%。悍马机先进的运动控制系统可以使您在高速雕刻时,仍然得到超精细的雕刻质量
*雕刻强度:   雕刻强度指射到于材料表面激光的强度。对于特定的雕刻速度,强度越大,切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻机面板调节强度,也可利用计算机的打印驱动程序来调节。在1%到100%的范围内,调整幅度是1%。强度越大,相当于速度也越大。切割的深度也越深
*光斑大小:激光束光斑大小可利用不同焦距的透镜进行调节。小光斑的透镜用于高分辨率的雕刻。大光斑的透镜用于较低分辨率的雕刻,但对于矢量切割,它是最佳的选择。新设备的标准配置是 2.0英寸的透镜。其光斑大小处于中间,适用于各种场合。
*可雕刻材料:木制品、有机玻璃、金属板、玻璃、石材、水晶、可丽耐、纸张、双色板、氧化铝、皮革、树脂、喷塑金属。
三、激光雕刻的优势及特点简介
激光加工是目前最先进的加工技术,它主要利用高效激光对材料进行雕刻和切割,主要的设备包括电脑和激光雕刻机(切割机),使用激光雕刻和切割的过程非常简单,就如同使用电脑和打印机在纸张上打印,在利用多种图形处理软件(CAD、CorelDraw 田岛电脑绣花软件DST等)进行图形设计之后,将图形传输到激光雕刻机,激光雕刻机就可以将图形轻松地雕刻到任何材料的表面,并按照设计的要求进行边缘切割。
(一)、 激光加工的有哪些优点?
在国外,在激光加工领域,虽然激光发射器价格非常昂贵(几十万到上百万),但由于激光加工具有传统加工无法比拟的优势,所以在美、意、德等国家激光加工已占到加工行业50%以上的份额。
激光加工的优点:
1、范围广泛:二氧化碳激光几乎可对任何非金属材料进行雕刻切割。并且价格低廉!
2、安全可靠:采用非接触式加工,不会对材料造成机械挤压或机械应力。没有“刀痕”,不伤害加工件的表面;不会使材料变形;
3、精确细致:加工精度可达到0.02mm;
4、节约环保:光束和光斑直径小,一般小于0.5mm;切割加工节省材料,安全卫生;
5、效果一致:保证同一批次的加工效果完全一致。
6、高速快捷:可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割。
7、成本低廉:不受加工数量的限制,对于小批量加工服务,激光加工更加便宜。
(二)、激光可以加工哪些材料?
激光几乎可以对任何材料进行加工,但受到激光发射器功率的限制,目前“镭宝”激光雕刻切割机可进行加工的材料主要以非金属材料为主,
包括:有机玻璃、塑料、双色板、玻璃、竹木、泡沫塑料、布料、皮革、橡胶板、石材、人造石 PVC板、双色板、……
(三)、激光加工主要应用在哪些领域?
激光加工几乎可以应用到任何加工领域,按行业区分,大致可分为以下几类:
1、广告装饰行业
有机玻璃制品雕刻(切割)
奖牌、牌匾激光制作
双色板材激光雕刻(切割)
其它非金属板材的雕刻(切割)
2、印刷包装行业
橡胶版激光雕刻
印刷辊激光雕刻
纸制品激光切割
3、皮革服装行业
皮革及表面图案雕刻
服装布料图案切割
4、模型制作行业
模型板材切割
5、工艺礼品行业
竹简激光雕刻
木版书激光雕刻
红木激光雕刻
双色板激光雕刻
盒形工艺品雕刻
陶瓷激光雕刻
(四)、加工技术参数
雕刻面积:30*40,40*60,60*90,60*130,90*140 125*1850 CM等可选;
雕刻速度:0~~72米/分钟;可以无级调速;
最小成型文字:汉字2×2mm 字母1×1mm
分辨率:0.025mm
定位精度:<0.01mm
支持图形格式:BMP、HPGL(PLT)、JPEG、 GIF、TIFF、PCS、TGA、DST、DXP
(五)、其他行业应用
已经成功应用:电脑绣花公司、有机玻璃制品公司、模型公司;金刚沙切割;
工艺礼品应用实例:
木板画---以各种木板材为材料,以国内外名家的画稿为题材,以精致细腻的雕刻为表现形式,作品朴实无华,品位高雅,是现代家居装饰的最佳选择。
精雕木书----以优质天然木材为原材,经过切割、成型、打磨之后,在其上雕刻文字、图案等内容,俨然是一本新颖别致的书籍,即可于闲暇之时翻阅细读,亦可作为居所中的装饰摆件,彰显主人家别具匠心的审美情趣。
竹简-----始于公元前十一世纪的周代,是中国最古老的书籍。瑞德激光加工中心提供的系列精雕竹简选用最上乘的竹材,历经数十道精细的加工工序,将经典古籍、诗词典故、格言警句、名帖画谱雕刻在竹简上,产品精致典雅、蕴涵古意、意向深远,具有极高的文化艺术鉴赏价值,填补了文化礼品、文化藏品的市场空白,是各界人士收藏和馈赠的首选佳品。
四、激光切割应用
激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中:对于中厚板采用氧乙炔火焰切割;对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。
CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是:
(1)切割质量好。切口宽度窄(一般为0.1--0.5mm)、精度高(一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm)、切口表面粗糙度好(一般Ra为12.5--25μm),切缝一般不需要再加工即可焊接。
(2)切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度为1.6m/min;2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。
(3)清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工;就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明:CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。         
九十年代以来,由于我国社会主义市场经济的发展,企业间竞争激烈,每个企业必须根据自身条件正确选择某些先进制造技术以提高产品质量和生产效率。因此CO2激光切割技术在我国获得了较快的发展。
(二)、CO2激光切割的工业应用
世界第一台CO2激光切割机是二十世纪七十年代的诞生的。三十多年来,由于应用领域的不断扩大,CO2激光切割机不断改进,目前国际国内已有多家企业从事生产各种CO2激光切割机以满足市场的需求,有二维平板切割机、三维空间曲线切割机、管子切割机等。国外知名企业有德国Trumpf公司、意大利Prima公司、瑞士Bystronic公司、日本Amada公司、MAZAK公司、NTC公司、澳大利亚HG Laser Lab公司等。目前国内能提供平板切割机的企业有上海团结普瑞玛公司、沈阳普瑞玛公司、济南捷迈公司、武汉楚天公司等。根据美国激光工业应用权威杂志“Industrial Laser Solution”2000年度报告统计:1999年全世界共销售的激光切割系统(主要是CO2激光切割系统)为3325台,共11.74亿美元。据不完全统计我国目前每年生产CO2激光切割机近100台,共1.5亿元人民币。虽然激光切割的发展趋势较快,但应用水平与发达国家相比差距较大。至2003年我国已在工业生产中使用的CO2激光切割系统累计已达500台左右,约占全世界正运行系统总量的1.5%。
CO2激光切割系统的购置着主要是两类
单位:一类是大中型制造企业,这些企业生产的产品中有大量板材需要下料、切料,并且具有较强的经济和技术实力;
另一类单位是加工站(国外称Job Shop),加工站是专门对外承接激光加工业务的,自身无主导产品。它的存在一方面可满足一些中小企业加工的需要;一方面在初期对推广应用激光切割技术起到宣传示范的作用。1999年美国全国共有激光加工站2700家,其中51%从事激光切割工作。八十年代我国激光加工站主要从事激光热处理工作,九十年代后,激光切割及攻站逐步增加。在此基础上随着我国大中型企业体制改革的深入和经济实力的增强,越来越多的企业将采用CO2激光切割技术。
从目前国内应用情况分析,CO2激光切割广泛应用于12mm厚的低碳钢板;6mm厚的不锈钢板及;20mm厚的非金属材料。对于三维空间曲线的切割,在汽车、航空工业中也开始获得了应用。
目前适合采用CO2激光切割的产品大体上可归纳为三类:
第一类:从技术经济角度不宜制造模具的金属钣金件,特别是轮廓形状复杂,批量不大,一般厚度;12mm的低碳钢、;6mm厚的不锈钢,以节省制造模具的成本与周期。已采用的典型产品有:自动电梯结构件、升降电梯面板、机床及粮食机械外罩、各种电气柜、开关柜、纺织机械零件、工程机械结构件、大电机硅钢片等。
第二类:装饰、广告、服务行业用的不锈钢(一般厚度3mm)或非金属材料(一般厚度20mm)的图案、标记、字体等。如艺术照相册的图案,公司、单位、宾馆、商场的标记,车站、码头、公共场所的中英文字体。
第三类:要求均匀切缝的特殊零件。最广泛应用的典型零件是包装印刷行业用的模切版,它要求在20mm厚的木模板上切出缝宽为0.7~0.8mm的槽,然后在槽中镶嵌刀片。使用时装在模切机上,切下各种已印刷好图形的包装盒。国内近年来应用的一个新领域是石油筛缝管。为了挡住泥沙进入抽油泵,在壁厚为6~9mm的合金钢管上切出0.3mm宽的均匀切缝,起割穿孔处小孔直径不能0.3mm,切割技术难度大,已有不少单位投入生产。
国外除上述应用外,还在不断扩展其应用领域。
(1)采用三维激光切割系统或配置工业机器人,切割空间曲线,开发各种三维切割软件,以加快从画图到切割零件的过程。
(2)为了提高生产效率,研究开发各种专用切割系统,材料输送系统,直线电机驱动系统等,目前切割系统的切割速度已超过100m/min。
(3)为扩展工程机械、造船工业等的应用,切割低碳钢厚度已超过30mm,并特别注意研究用氮气切割低碳钢的工艺技术,以提高切割厚板的切口质量。因此在我国扩大CO2激光切割的工业应用领域,解决新的应用中一些技术难题仍然是工程技术人员的重要课题。
(三)、CO2激光切割的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。
激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术: 1、焦点位置控制技术:激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般10W/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝;同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃〞(127~190mm)的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素,原则上6mm的金属材料,焦点在表面上; 6mm的碳钢,焦点在表面之上; 6mm的不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。
在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种:(1)打印法:使切割头从上往下运动,在塑料板上进行激光束打印,打印直径最小处为焦点。(2)斜板法:用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动,寻找激光束的最小处为焦点。(3)蓝色火花法:去掉喷嘴,吹空气,将脉冲激光打在不锈钢板上,使切割头从上往下运动,直至蓝色火花最大处为焦点。对于飞行光路的切割机,由于光束发散角,切割近端和远端时光程长短不同,聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大,焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化,国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用:
(1)平行光管。这是一种常用的方法,即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理,扩束后的光束直径变大,发散角变小,使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。
(2)在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴,它与控制喷嘴到材料表面距离(stand off)的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时,光束从近端到远端F轴也同时移动,使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。如图二所示。
(3)控制聚焦镜(一般为金属反射聚焦系统)的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时,自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。
(4)飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短;反之当切割近端光程减小时,使补偿光路增加,以保持光程长度一致。
2.切割穿孔技术:任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法:
(1)爆破穿孔:(Blast drilling),材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此对较厚的板爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用(如石油筛缝管),只能用于废料上。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。
(2)脉冲穿孔:(Pulse drilling)采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用空气或氮气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率;更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件:如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种:(1)改变脉冲宽度;(2)改变脉冲频率;(3)同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第(3)种效果最好。
3.喷嘴设计及气流控制技术: 激光切割钢材时,氧气和聚焦的激光束是通过喷嘴射到被切材料处,从而形成一个气流束。对气流的基本要求是进入切口的气流量要大,速度要高,以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应;同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。因此除光束的质量及其控制直接影响切割质量外,喷嘴的设计及气流的控制(如喷嘴压力、工件在气流中的位置等)也是十分重要的因素。目前激光切割用的喷嘴采用简单的结构,即一锥形孔带端部小圆孔(如图4)。通常用实验和误差方法进行设计。由于喷嘴一般用
紫铜制造,体积较小,是易损零件,需经常更换,因此不进行流体力学计算与分析。在使用时从喷嘴侧面通入一定压力Pn(表压为Pg)的气体,称喷嘴压力,从喷嘴出口喷出,经一定距离到达工件表面,其压力称切割压力Pc,最后气体膨胀到大气压力Pa。研究工作表明随着Pn的增加,气流流速增加,Pc也不断增加。
可用下列公式计算: V=8.2d2(Pg+1)
V-气体流速 L/min
d-喷嘴直径 mm
Pg-喷嘴压力(表压)bar
对于不同的气体有不同的压力阈值,当喷嘴压力超过此值时,气流为正常斜激波,气流速从亚音速向超音速过渡。此阈值与Pn、Pa比值及气体分子的自由度(n)两因素有关:如氧气、空气的n=5,因此其阈值Pn=1bar×(1.2)3.5=1.89bar。当喷嘴压力更高Pn/Pa=(1+1/n)1+n/2时(Pn;4bar),气流正常斜激波封变为正激波,切割压力Pc下降,气流速度减低,并在工件表面形成涡流,削弱了气流去除熔融材料的作用,影响了切割速度。因此采用锥孔带端部小圆孔的喷嘴,其氧气的喷嘴压力常在3bar以下。
为进一步提高激光切割速度,可根据空气动力学原理,在提高喷嘴压力的前提下不产生正激波,设计制造一种缩放型喷嘴,即拉伐尔(Laval)喷嘴。为方便制造可采用如图4的结构。德国汉诺威大学激光中心使用500WCO2激光器,透镜焦距2.5〃,采用小孔喷嘴和拉伐尔喷嘴分别作了试验,见图4。试验结果如图5所示:分别表示NO2、NO4、NO5喷嘴在不同的氧气压力下,切口表面粗糙度Rz与切割速度Vc的函数关系。从图中可以看出NO2小孔喷嘴在Pn为400Kpa(或4bar)时切割速度只能达到2.75m/min(碳钢板厚为2mm)。NO4、NO5二种拉伐尔喷嘴在Pn为500Kpa到600Kpa时切割速度可达到3.5m/min和5.5m/min。应指出的是切割压力Pc还是工件与喷嘴距离的函数。由于斜激波在气流的边界多次反射,使切割压力呈周期性的变化。
第一高切割压力区紧邻喷嘴出口,工件表面至喷嘴出口的距离约为0.5~1.5mm,切割压力Pc大而稳定,是目前工业生产中切割手扳常用的工艺参数。第二高切割压力区约为喷嘴出口的3~3.5mm,切割压力Pc也较大,同样可以取得好的效果,并有利于保护透镜,提高其使用寿命。曲线上的其他高切割压力区由于距喷嘴出口太远,与聚焦光束难以匹配而无法采用。
综上所述,CO2激光器切割技术正在我国工业生产中得到越来越多的应用,国外正研究开发更高切割速度和更厚钢板的切割技术与装置。为了满足工业生产对质量和生产效率越来越高的要求,必须重视解决各种关键技术及执行质量标准,以使这一新技术在我国获得更广泛的应用。
五、激光打标技术简介
激光打标技术采用计算机受控激光作为加工手段,其基本原理是:计算机控制高能量密度的聚焦激光束按预定的轨迹作用于机械零部件,电子元器件,仪器仪表等需要进行标记的工件表面,使表层材料达到瞬间汽化或发生化学变化改变颜色,刻蚀出具有一定深度或颜色的文字,图案等,从而在工件表面留下永久性标记。
激光打标技术作为一种现代精密加工方法,与腐蚀,电火花加工,机械刻划,印刷等传统的加工方法相比,具有无与伦比的优势:
1.采用激光做加工手段,与工件之间没有加工力的作用,具有无接触,无切削力,热影响小的优点,保证了工件的原有精度。同时,对材料的适应性较广,可以在多种材料的表面制作出非常精细的标记且耐久性非常好;
2.激光的空间控制性和时间控制性很好,对加工对象的材质,形状,尺寸和加工环境的自由度都很大,特别适用于自动化加工和特殊面加工。且加工方式灵活,既可以适应实验室式的单项设计的需要,也可以满足工业化大批量生产的要求;
3.激光刻划精细,线条可以达到毫米到微米量级,采用激光标刻技术制作的标记仿造和更改都非常困难,对产品防伪极为重要;
4.激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备,可以打出各种文字,符号和图案,易于用软件设计标刻图样,更改标记内容,适应现代化生产高效率,快节奏的要求;
5.激光加工没有污染源,是一种清洁无污染的高环保加工技术;
激光打标技术已被广泛的应用于各行各业,为优质,高效,无污染和低成本的现代加工生产开辟了广阔的前景。随着现代激光标刻应用领域的不断扩展,对激光制造的设备系统小型化,高效率和集成化的要求也越来越高,新型高功率光纤激光技术的开发成功,必将对此产生极大的推动。
六、激光雕版技术简介
(一、引言
激光技术的研究与发展对军事及经济各领域均产生了深刻的影响,国外尤其如此。国内各大研究所、高等院校在激光研究领域方面也是突飞猛进、硕果累累,但是其实际工业化应用程度总赶不上研发速度。激光技术如何与国民经济各领域的结合,促进生产力的发展是我国各高等院校、研究所及企业的当务之急。本文拟以激光雕版技术及其应用为例阐述一下上述问题。
(二、市场契机
在包装印刷领域,有一个极其重要且所占比重越来越大的分支——柔性印刷。在纸包装、塑料包装的印刷中更多地采用柔性印刷的方式,原因是柔性印刷环保、经济,更易与大型生产线联合。随着市场需求的提高,其制版技术日趋完善,制版精度越来越高,印刷的精美程度也在不断提高。在激光技术引入之前,制版工艺分为二种:一种是手工雕刻;二是照相曝光。前者简陋,速度慢,劳动强度高,只能满足低端市场的需求;后者较为精细,但成本极高,工艺复杂,环保方面也存在问题,只能满足高端市场的需求。而市场需求在向着高质量、高速度、低成本、小批量方向发展,这就给激光技术进入该领域带来了契机,尤其是瓦楞纸箱的印刷,对激光雕刻技术的需求更是迫在眉睫。
(三、激光雕版技术
针对手工雕版使用的橡胶版材料和该行业用户群的需求层次,选用国产封离式玻璃管直流激励CO2激光管,便可满足绝大部分用户的需求。利用飞行光路系统,将光束聚焦后传输到工作表面,在计算机里利用通用的图文编排版软件,如CORELDRAW、PHOTOSHOP、AUTOCAD、文泰等将图文按所需矢量或点阵编辑好,输出到与机器配套的控制软件中,设置好诸如切割速度,雕刻速度,雕刻精度等参数后,就可以开始对工件进行切割和雕刻工作,其工作过程实际上是用软件控制激光能量,控制激光刀头运动方向和速度,对橡胶版材料进行烧蚀。这种激光雕刻与传统手工雕刻相比,大大提高了其雕刻精度和速度,网点图案最高可实现100DPI的精度,在印刷效果上逼近了照相制版,在制作速度上大大超过了人工,加快了用户对客户需求的反应速度。同时其制作成本比人工更低,比照相制版低数倍。因此该种机器满足了纸箱市场80%以上的需求,在2001年初博业激光应用技术有限公司首次将产品推向市场时,便引起了业界轰动,短短几年已成为该行业的必备机型,目前国内保有量已达数千台。去年博业激光等公司又推出了斜坡雕刻技术,该种技术是利用改良的激光管激励电源,更精确控制激光能量输出,使所雕刻的文字或网点四周形成了一个坡度,从而使印版在印刷时能承受更大的压力,不易变形和网点扩大,该类机型一经推出,更加受到用户的欢迎。
(四、展望
激光雕版技术在柔性印刷领域的低端市场虽然取得了巨大的成功,但从纯技术角度而言并非十分高深,尤其对于激光企业而言,博业激光等公司只是善于抓住市场机遇加上其相对高超的企业运作能力。从市场需求方面,柔性印刷的照相制版工艺也并非尽如人意,随着市场对柔性印刷提出更高要求,激光雕刻技术涉足该领域又有了可能,选用不同的版材,选用不同波长的激光,用更快的速度进行雕刻,从而取代照相工艺,能制出比照相工艺更高精度、更快速度的柔性印版来,这一方面国外已有成功的机型,国内相信不久也会推出,该类机型涉及技术层面的内容将更多,不仅有激光技术、还有机械、电子、软件,尤其还有材料技术,而一旦成功,必将有巨大的市场需求等着我们激光企业。
(五、综述
激光企业要想取得更大的发展和成力,必须更贴近市场更贴近国民经济的方方面面,这一先进的技术必须适应市场需求才能创造出巨大的价值。(
七、激光加工在服装、皮革行业的加工应用
激光加工作为一种全新的加工方法,以其加工精确、快捷、操作简单,自动化程度高的优点,在皮革、纺织服装行业悄然盛行。按不同的加工方式,做如下介绍:
(一、    激光切割:
优点:激光切割过程,因为不会使布料变形或皱折,切割尺寸精度高,切割形状可随图稿任意更改,增加了设计的随意性和创造性。另外,激光切割是用光刀代替金属刀,切割任何面料,能瞬间将刀口融化并凝固,达到自动“锁边”功能。原来传统工艺用刀模切割或热切加工,刀口易脱丝,切口发黄、发硬,而激光切割缝隙小、精确又能自动“锁边”,所以是刀模和热切加工的升级换代产品。
适用:高级服装打样、异型面料、皮革、针织刺绣、贴布、织唛的切割。
(二、    激光雕刻:
优点:激光雕刻是激光设备联接激光雕刻软件,图稿输入自动雕刻。目前是激光加工最成熟,应用最广泛的技术。任何复杂图形都能雕刻,可以镂空雕刻和不穿透的盲槽雕刻。从而雕刻出深浅不一,质感不同,具有层次感和过渡颜色效果各种神奇图案。激光雕刻具有自动化程度高,雕刻精确,速度快,操作方便简单。激光雕刻迎合了服装加工国际新潮流。
适用:皮鞋、皮靴、皮衣、裤片、衣片、牛仔服面料,标签等各种图案的雕刻。
(三、    激光打标:
优点:激光打标具有打标精度高、速度快,打标清晰,可在硬、软、脆产品的平面、弧面和飞行物上打印各种文字、符号、图案。激光打标兼容了激光切割、雕刻各种优点,可在金属及有机聚合物薄片上精密加工,加工尺寸小的复杂图案。打印标记具有永不磨损的防伪性能,可专门制作布标、皮标、金属标、打印图案复杂精细的各种司徽和LOGO。是品牌服装服饰物加工的最佳选择。
适用:各类服装一些扣饰、拉链、皮带扣、纽扣等金属、非金属物上打印标记符号。
结合国外先进激光技术在服装行业应用经验,根据服装行业加工量大、交货期时间紧特点。激光切割、雕刻、打标技术在服装行业里应用,如鱼得水、妙不可言,发展前景广阔。

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