脉冲光纤激光器
  ——源自全球光纤激光器行业领导者
304不锈钢氧化物打黑
简介
平均功率为50W的新一代YLP光纤激光器重复频率已达到200kHz,因而它们的加工能力可以拓展到一些特殊的应用。
与大多数激光打标技术相比,医疗设备的标识需要一种不同于以往的打标技术。这种暗氧化物打标被称为"退火打标"。对于这类打标有三个基本要求:
1. 需要一个光滑表面以防止残余碎片的污染;
2. 标记必须呈黑色且肉眼可见;
3. 标记在设备工作过程中不被腐蚀掉。
如今,YLP系列的Q开关光纤激光器能够提供这样高的重复频率,其脉冲间隔时间、脉冲周期可减少至5μs。但是由于激光光束与材料蒸气间复杂的相互作用,因此在材料表面可获得几乎连续的光束。通过选择功 率密度、加工速度和激光功率来精确地控制激光热输入量,即可生成肉眼可见且相对较厚的暗氧化层。
在激光打标过程中,通过光栅扫描建立文字数字字符或者图表。正确调整光栅线填充间距,通过激光加热法在打标区域内获得平坦且光滑的氧化层。
YLP激光器配备焦距为163mm的光学系统,将会在工件上获得大小为50μm聚焦光斑,从而获得理想的焦深,因此,无论目标物与透镜间的距离如何变化,都可以实现打标加工。在此过程中,由于传导效应, 激光在不锈钢表面加热而产生的实际氧化区域比聚焦光斑的尺寸大。
结果
内部发展项目显示,304不锈钢符合所有的要求。这项技术发展的关键在于室内加速腐蚀实验。这一实验是基于ASTM F1089标准,使腐蚀结果在几分钟内迅速得到反馈。而样品的最终验收实验是在高浓度盐溶液 中浸泡长达一个小时,同时逐渐升高温度。其实验结果与其他在医疗设施产业上采用的腐蚀试验结果相吻合,例如多重高压循环实验。另外,许多不锈钢医疗设备在打标后需经过钝化处理,在此过程中标记不能被去除或者变模糊。
利用可见光显微镜技术,可以观察到当热输入量增加时,氧化层是如何从不锈钢晶界中形成的。技术上值得注意的是,在激光加工过程中的热输入量过量时,氧化物也会出现过度生长。过量的热量输入会形成更 加粗糙的表面,并且易被严重腐蚀。
与传统的闪光灯泵激光器相比,采用加工速度为50-75mm/s的光纤激光器来完成这一加工任务时的速度提高了很多。值得注意的是,最优激光参数会受到不同材料组成以及不同表面光洁度的影响。所以,每一个 标记仍需要分情况处理,同时牢记此方案中的通用原则。
总结
IPG北京应用中心制定出了在不锈钢上标识出抗无裂纹腐蚀暗标记指南。IPG已经极大的提高了打标技术水平,并致 力于帮助客户提供合适的打标应用解决方案。
IPG大大提高了我们对打标工艺的了解,并将继续帮助我们用户的打标应用。请联系我们四个工艺部门的任意一个可 以安排免费的样品评估和工艺发展。
 
IPG光子公司是全球高功率光纤激光器和放大器的领导者。公司始创于1990年,它倡导将基于有源光纤的激光器推广应用于材料加工、通讯、医疗、科研等多种先进领域,并使其商业化。光纤激光器的应用为激光领域带来了革命性的变革,它凭借卓越的性能、可靠性、综合使用成本低等优势,在为用户提高生产率的同时降低了成本。IPG总部设在美国东部马萨诸塞州牛津市,并在全球多个国家建有生产、销售及服务基地。阿帕奇(北京)光纤激光技术有限公司是IPG光子公司在中国的全资子公司,主要负责IPG光纤激光产品在中国地区的市场开拓、应用研发、系统集成、产品销售、售后服务和技术支持。
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