用于在金属化基材上产生激光标记的系统和方法技术方案

本公开包括与激光标记有关的系统和技术。具体地，一种装置包括：光纤激光器(100)，可操作为产生激光束(110)；光学组件，可操作为将激光束(110)聚焦并引导到基材(150)的非金属化层侧，其中，基材(150)包括具有非金属化材料的非金属化层侧和具有金属化材料的金属化层侧，金属化层侧在非金属化层侧反面；以及电子装置(130)，其与光纤激光器(100)和光学组件通信耦合，该电子装置(130)可操作为基于一个或多个激光器设定来控制光纤激光器(100)和光学组件，从而引导激光束(110)通过非金属化层侧以被金属化层侧吸收、在金属化材料上产生激光标记、并且避免在非金属化材料上产生激光标记。

System and Method for Generating Laser Marking on Metallized Substrates

The present disclosure includes systems and techniques related to laser marking. Specifically, a device includes: a fiber laser (100) operable to generate a laser beam (110); an optical component operable to focus a laser beam (110) and guide it to the non-metallized layer side of the substrate (150), wherein the substrate (150) comprises a non-metallized layer side with a non-metallized material and a metallized layer side with a metallized material, and a metallized layer side is opposite to the non-metallized layer side; An electronic device (130) coupled with a fiber laser (100) and an optical component is operable to control a fiber laser (100) and an optical component based on one or more laser settings, thereby guiding a laser beam (110) to be absorbed by the metallized layer side through the nonmetallized layer side, generating laser markers on metallized materials, and avoiding nonmetallized materials. Laser marking is produced on the material.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在金属化基材上产生激光标记的系统和方法
本申请描述与激光标记有关的系统和技术，例如，用于在产品上标记代码的基于激光的系统。
技术介绍
激光打印系统已被用于标记各种类型的表面。例如，激光打印已被用于在市售产品上标记代码。这些代码通常包括与产品制造的时间和地点对应的信息(例如，批号)。产品上标记的典型代码类型包括字母数字代码和机器可读代码。当作为制造或包装过程的一部分标记产品时，提高标记速度和降低打印系统的成本有助于优化制造或包装过程。
技术实现思路
本公开包括与激光标记有关的系统和技术。根据一个方面，一种装置包括：光纤激光器，可操作为产生激光束；光学组件，可操作为将激光束聚焦并引导到基材的非金属化层侧，其中，基材包括具有非金属化材料的非金属化层侧和具有金属化材料的金属化层侧，金属化层侧在非金属化层侧反面；以及电子装置，与光纤激光器和光学组件通信耦合，该电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制光纤激光器和光学组件，从而引导激光束通过非金属化层侧以被金属化层侧吸收、在金属化材料上产生激光标记、并且避免在非金属化材料上产生激光标记。根据另一方面，一种系统包括：激光器，可操作为产生波长为1.06μm的激光束；光学组件，可操作为将激光束聚焦并引导到基材的纸层侧上，该基材包括纸层侧和在纸层侧反面的箔层侧；以及电子装置，与激光器和光学组件通信耦合，该电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制激光器和光学组件，从而引导激光束通过纸层侧以在箔层侧上产生激光标记。一方面涉及一种用激光束激光标记包装基材的方法，其中该方法包括：接收一个或多个激光器设定，其中，一个或多个激光器设定被确定为配置激光器产生波长为1.06μm的激光束，该激光束被基材的箔层侧吸收并且基本上不被基材的纸层侧吸收，其中，基材包括箔层侧和在箔层侧反面的纸层侧；以及基于一个或多个激光器设定，引导激光束通过纸层侧，以使用激光束在箔层侧上产生激光标记并且避免在纸层侧上产生激光标记。可以提供以下优点中的一个或多个。所描述的系统和技术可以在包装基材上产生激光标记，其不会影响产品的营销外观和感觉。激光标记的大小、布置和位置可以提供降低代码对于消费者的可见性的不显眼的代码。所描述的激光标记技术可以在包装基材上产生不可消除和可追踪的代码(例如，防伪码)，与通常基于油墨的印刷代码相比，具有增强的抗篡改性(例如，被移除或明显受损)。与通常基于油墨的印刷技术相比，可以增强使用激光标记技术生成的产品代码的质量。该系统和技术可以包括在包装基材的确定标记区域中产生激光标记，这可以实现防止激光标记与产品包装所包含的食品直接接触的益处。而且，该系统和技术可以提供紧凑的激光标记部件，以便于集成到包装机中。在激光标记技术中不需要采用与通常基于油墨的印刷或激光敏感化学相关的化学品，从而降低包装食品可能被污染的可能性。此外，通过采用在所描述的系统和技术中的光纤激光器，可以实现更好的总经营成本和增强的激光工具鲁棒性。在生产线中执行激光标记可以需要更少的机器，并且可以提高整体效率。在附图和以下描述中阐述一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求，其他特征和优点可以是显而易见的。附图说明图1是激光标记系统的立体俯视图。图2是示出激光标记设备的部件的框图。图3示出激光标记设备的激光头部件的示例。图4A至图4B示出包装基材的纸层侧的示例。图5示出包装基材的箔层侧的示例。图6A至图6B示出由激光标记设备产生的在基材上的激光标记的示例。图7示出用于在包装基材上产生激光标记的过程的示例。各附图中的相同附图标记表示相同元件。具体实施方式图1是激光标记系统的立体俯视图。该系统包括产生激光束110的激光标记设备100。激光标记设备100可以实现为光纤激光器。产生近红外(IR)波长的激光器，例如光纤激光器，可以用于标记金属和非金属材料。激光标记设备100用于产生激光束110。通过一系列在预定位置之间的移动，激光束110被引导到包装基材170上，以便在基材170的金属化层上产生肉眼可见的激光标记。包装基材170可以用作密封产品160的包装材料。产品160可以是食品，例如酸奶，其可能易受碎屑和污染物的影响，从而需要使用包装基材170覆盖产品160。在实施例中，包装基材170包括两个侧部，并且每个侧部分别由不同的材料构成。包装基材170具有顶侧或外侧，其是由纸或其他非金属化材料(例如塑料)制成的层。附加地，包装基材170的底部或下侧部分是包含金属化材料(例如铝箔)的层。激光标记设备100采用激光束110在底部箔层侧180上不可消除地产生激光标记，同时不标记或不可见地标记顶层侧。例如，激光束110可以产生斑点，该斑点布置为在包装基材170的箔层侧180上形成激光标记。通过采用激光标记设备100的光纤激光器部件，在包装基材170的箔层侧180上形成激光标记，以用于改变包装基材170的金属化材料的可见光学特性。激光标记设备100特别配置为产生激光束110，其中发射的光行进通过包装基材170的非金属层侧，以被包装基材170的箔层侧180吸收或以其他方式对其进行标记。激光束110可以改变各种光学特性。例如，光纤激光器可以产生近红外(IR)波长的激光束110，其可以被金属(例如铝箔)很好地吸收。因此，在激光束110被包装基材170的金属化底层吸收的位置处，形成肉眼可见的标记。在一些实施例中，激光束110使用对包含在包装基材170底层中的金属(例如铝)的局部加热来使基材的内部箔的区域被烧蚀。附加地，在一些实施例中，可以使用光纤激光器可实现的其他各种标记技术在箔层侧180上产生激光标记，标记技术例如包括但不限于：退火、发泡、变色、雕刻、蚀刻等。激光标记可以包括印刷信息，例如在包装基材170的底部可见的序列化代码，因为人眼可以注意到具有较暗、雕刻或移除区域的部分。用于引导激光束110的包装基材170的预定位置可以被布置为使得斑点形成激光标记的多个符号，例如数字和字母字符。可以布置预定位置，使得斑点形成多个像素，并且像素又形成一个或多个符号。此外，在一些实施方式中，预定位置可以创建用于平滑字母数字符号、图标、徽标或这些的组合的矢量图形。例如，因为激光标记系统100采用激光以标记产品160，所以不需要例如油墨和溶剂的消耗品，这些消耗品通常可以用于连续喷墨(CIJ)或大字符喷墨(LCIJ)产品印刷技术。此外，在不使用油墨的情况下，实施例的激光标记系统100不会引入与油墨相关的化学物质，这可能产生污染风险并且因此可能影响例如食品160的质量。因此，激光标记系统可以降低与在各种产品上印刷信息相关联的成本和复杂度。此外，激光标记系统100可以降低基于油墨的印刷技术中产品可能经历的污染风险。在激光标记系统下使用的产品160可以是零售产品或销售给企业的产品。在实施方式中，产品160的示例可以包括使用金属化材料(例如箔)进行密封和包装的食品，例如酸奶类乳制品。此外，描述的激光标记设备和技术可以用于食品包装以外的工业中的产品，例如药品、药品包装、化妆品、计算机部件、汽车部件、医疗设备、洗涤剂以及例如软饮料和酒的饮料。此外，激光标记可以形成在产品160上的多个位置，并且可以包括代码信息和图像信息两者。该系统包括操作激光标记设备10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：光纤激光器，可操作为产生激光束；光学组件，可操作为将所述激光束聚焦并引导到基材的非金属化层侧，其中，所述基材包括具有非金属化材料的所述非金属化层侧和具有金属化材料的金属化层侧，所述金属化层侧在所述非金属化层侧反面；以及电子装置，所述电子装置与所述光纤激光器和所述光学组件通信耦合，所述电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制所述光纤激光器和所述光学组件，从而引导所述激光束通过所述非金属化层侧以被所述金属化层侧吸收、在所述金属化材料上产生激光标记、并且避免在所述非金属化材料上产生所述激光标记。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 US 62/345,7111.一种装置，包括：光纤激光器，可操作为产生激光束；光学组件，可操作为将所述激光束聚焦并引导到基材的非金属化层侧，其中，所述基材包括具有非金属化材料的所述非金属化层侧和具有金属化材料的金属化层侧，所述金属化层侧在所述非金属化层侧反面；以及电子装置，所述电子装置与所述光纤激光器和所述光学组件通信耦合，所述电子装置可操作为基于一个或多个激光器设定来控制所述光纤激光器和所述光学组件，从而引导所述激光束通过所述非金属化层侧以被所述金属化层侧吸收、在所述金属化材料上产生激光标记、并且避免在所述非金属化材料上产生所述激光标记。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述非金属化材料包括纸，并且所述金属化材料包括铝箔。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个激光器设定包括：激光器功率设定、频率设定、标记速度设定和焦距设定。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述激光器功率设定介于预定激光器功率的30％和60％之间，所述频率设定介于25kHz和50kHz之间，所述标记速度设定为4800mm/s，并且所述焦距设定为160mm。5.根据权利要求1所述的装置，其中，以1.06μm的波长产生所述激光束。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电子装置还可操作为将所述激光束引导到所述金属化层侧的确定标记区域部分，其中，所述标记区域部分是基于与所述非金属化层侧的对应部分相关联的一种或多种油墨的吸收速率来确定的。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述标记区域部分是基于所述一种或多种油墨的至少一种颜色的吸收速率来确定的。8.根据权利要求7所述的装置，其中，调整所述一种或多种油墨的所述至少一种颜色以避免在所述非金属化材料上产生所述激光标记。9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述标记区域部分是基于所述一种或多种油墨的油墨层厚度的吸收速率来确定的。10.根据权利要求0所述的装置，其中，所述电子装置还可操作为在已经附接所述基材以密封产品包装之后，将所述激光束引导到所述金属化层侧的确定标记区域部分，其中，所述标记区域部分被定位在所述基材的用于密封所述产品包装的密封部分外。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激光标记包括在所述金属化层侧清晰可辨的以镜像字体的一个或多个字...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·瓦莱特，
申请(专利权)人：多佛欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH