激光打標和激光雕刻是一回事嗎
通常人們認為激光打標和激光雕刻是一回事，但實際上，激光打標和激光雕刻是兩種不同的加工工藝。
雖然激光打標和激光雕刻都是利用激光在材料上刻下擦不掉的印記，但是激光雕刻使材料蒸發，而激光打標則使材料熔化。材料表面的熔化會擴展，形成深度為80µm的溝槽，改變材料的粗糙度，并且在材料表面形成黑白對比。下文中，我們將具體討論激光打標形成的黑白對比的影響因素。
激光打標的三步驟
（1）激光束作用于材料表面（見圖1）。激光打標或激光雕刻的共同點是，激光束是脈沖的，也就是說，激光系統會在特定時間間隔內輸出一個脈沖。一臺100W的激光器每秒能輸出10萬個脈沖。因此，可以計算出單脈沖的能量為1mJ，峰值功率可達10kW。
要控制作用到材料上的激光能量，就要調節激光器的參數。在這類應用中，最重要的參數是掃描速度和掃描間距，因為這兩個參數決定了作用在材料上的相鄰脈沖的間隔。相鄰脈沖間隔越近，材料吸收的能量就越多。
相比于激光雕刻，激光打標需要的能量比較小，因此掃描速度比較快。在決定選擇激光雕刻還是激光打標工藝時，掃描速度是一個關鍵的決定性參數。
（2）材料吸收激光能量。激光作用到材料表面后，大部分激光能量被材料表面反射，只有一部分能量被材料吸收并轉化為熱量。激光打標只需要吸收能量用來融化材料，而激光雕刻則需要吸收更多的能量以使材料蒸發。
一旦吸收的能量轉化為熱量，材料的溫度就會上升。達到熔點時，材料表面就會融化，發生形變。
對于波長為1064nm的激光，鋁的吸收率為5%，而鋼的吸收率達30%以上。因此，大家可能會認為鋼更容易被打標，但事實并非如此。我們還必須考慮材料的其他物理特性，比如材料的熔點（見表1）。
表1：材料的熔點
materials：材料
meltingtemperature：熔點
（3）材料表面發生局域膨脹，粗糙度改變。當材料在幾毫秒的時間內熔化和冷卻時，材料表面的粗糙度會發生變化，形成永久性標記，標記內容包括編碼、標志或圖形等（見圖2）。
在材料表面標記不同的圖案，還會引起材料顏色的變化。對于高質量的激光打標，白色和黑色提供了最好的對比度：
當粗糙的表面對入射光發生漫反射時，表面呈白色。
當粗糙的表面對入射光大部分都吸收時，表面呈黑色。
激光雕刻時，高能量密度激光脈沖作用到材料表面，激光能量轉變成熱量，使材料直接從固態變成氣態，發生升華，去除材料表層。
選擇激光打標還是激光雕刻？
了解了激光打標和激光雕刻的區別后，我們現在來討論根據哪些參數來判定選擇哪一種加工工藝。這里主要考慮三個參數，它們分別是耐磨性、加工速度，以及材料及其相容性。
（1）耐磨性
激光雕刻比激光打標的穿透程度更深。如果被標記的工件需要在磨損的環境中使用，或者需要經過后處理，如表面噴砂、噴丸加工、電泳漆或熱處理等，那么就薦推使用激光雕刻工藝（見圖3）。
（2）加工速度
相比于激光雕刻，激光打標由于穿透材料表面的深度更小，因此加工速度更快。如果打標件的使用環境不會引起標記的磨損，例如用于家用電器、電子設備、促銷品或者珠寶標記，建議使用激光打標。這樣，既能提高加工速度，標記的耐磨性也能滿足應用需求（見圖4）。
（3）材料及其相容性
上文已經提到，激光打標使材料熔化產生輕微的凹凸，而激光雕刻會使材料直接氣化產生凹槽（見圖5）。由于激光雕刻需要足夠的激光能量，使材料達到升華溫度，在幾毫秒的時間內蒸發掉（氣化），因此激光雕刻并不是在所有材料上都能實現。
此外，激光雕刻設備還需要配備合適的排風系統。LASIT公司給激光雕刻機專門設計了排氣風扇，以最大限度地保護環境和激光器。
以上我們較全面地介紹了激光雕刻和激光打標的區別，用戶可以根據需要選擇合適的加工工藝。
雖然激光打標和激光雕刻都是利用激光在材料上刻下擦不掉的印記，但是激光雕刻使材料蒸發，而激光打標則使材料熔化。材料表面的熔化會擴展，形成深度為80µm的溝槽，改變材料的粗糙度，并且在材料表面形成黑白對比。下文中，我們將具體討論激光打標形成的黑白對比的影響因素。
圖1：激光束作用到材料表面的實拍圖。
激光打標的三步驟
（1）激光束作用于材料表面（見圖1）。激光打標或激光雕刻的共同點是，激光束是脈沖的，也就是說，激光系統會在特定時間間隔內輸出一個脈沖。一臺100W的激光器每秒能輸出10萬個脈沖。因此，可以計算出單脈沖的能量為1mJ，峰值功率可達10kW。
要控制作用到材料上的激光能量，就要調節激光器的參數。在這類應用中，最重要的參數是掃描速度和掃描間距，因為這兩個參數決定了作用在材料上的相鄰脈沖的間隔。相鄰脈沖間隔越近，材料吸收的能量就越多。
相比于激光雕刻，激光打標需要的能量比較小，因此掃描速度比較快。在決定選擇激光雕刻還是激光打標工藝時，掃描速度是一個關鍵的決定性參數。
（2）材料吸收激光能量。激光作用到材料表面后，大部分激光能量被材料表面反射，只有一部分能量被材料吸收并轉化為熱量。激光打標只需要吸收能量用來融化材料，而激光雕刻則需要吸收更多的能量以使材料蒸發。
一旦吸收的能量轉化為熱量，材料的溫度就會上升。達到熔點時，材料表面就會融化，發生形變。
對于波長為1064nm的激光，鋁的吸收率為5%，而鋼的吸收率達30%以上。因此，大家可能會認為鋼更容易被打標，但事實并非如此。我們還必須考慮材料的其他物理特性，比如材料的熔點（見表1）。
表1：材料的熔點
materials：材料
meltingtemperature：熔點
（3）材料表面發生局域膨脹，粗糙度改變。當材料在幾毫秒的時間內熔化和冷卻時，材料表面的粗糙度會發生變化，形成永久性標記，標記內容包括編碼、標志或圖形等（見圖2）。
圖2：激光打標示意圖，材料表面粗糙度的變化，形成永久性標記。
在材料表面標記不同的圖案，還會引起材料顏色的變化。對于高質量的激光打標，白色和黑色提供了最好的對比度：
當粗糙的表面對入射光發生漫反射時，表面呈白色。
當粗糙的表面對入射光大部分都吸收時，表面呈黑色。
激光雕刻時，高能量密度激光脈沖作用到材料表面，激光能量轉變成熱量，使材料直接從固態變成氣態，發生升華，去除材料表層。
選擇激光打標還是激光雕刻？
了解了激光打標和激光雕刻的區別后，我們現在來討論根據哪些參數來判定選擇哪一種加工工藝。這里主要考慮三個參數，它們分別是耐磨性、加工速度，以及材料及其相容性。
（1）耐磨性
激光雕刻比激光打標的穿透程度更深。如果被標記的工件需要在磨損的環境中使用，或者需要經過后處理，如表面噴砂、噴丸加工、電泳漆或熱處理等，那么就薦推使用激光雕刻工藝（見圖3）。
圖3：激光雕刻能穿透表面更深，對于易磨損的部件，推薦使用激光雕刻工藝。
（2）加工速度
相比于激光雕刻，激光打標由于穿透材料表面的深度更小，因此加工速度更快。如果打標件的使用環境不會引起標記的磨損，例如用于家用電器、電子設備、促銷品或者珠寶標記，建議使用激光打標。這樣，既能提高加工速度，標記的耐磨性也能滿足應用需求（見圖4）。
圖4：激光打標由于穿透材料表面深度更小，因此相比激光雕刻耗時更少，jiag速度更快。
（3）材料及其相容性
上文已經提到，激光打標使材料熔化產生輕微的凹凸，而激光雕刻會使材料直接氣化產生凹槽（見圖5）。由于激光雕刻需要足夠的激光能量，使材料達到升華溫度，在幾毫秒的時間內蒸發掉（氣化），因此激光雕刻并不是在所有材料上都能實現。
圖5：激光雕刻前后的表面對比圖。
此外，激光雕刻設備還需要配備合適的排風系統。LASIT公司給激光雕刻機專門設計了排氣風扇，以最大限度地保護環境和激光器。
以上我們較全面地介紹了激光雕刻和激光打標的區別，用戶可以根據需要選擇合適的加工工藝。
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