一种金属表面彩色标记加工方法技术

本发明专利技术涉及一种金属表面彩色标记加工方法，包括如下步骤：S1，设置主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数；S2，利用从振镜系统引导激光光束在彩色标记加工区域的范围进行光斑照射，金属工件表面加工点位周边预定范围内的金属表面产生热积累；S3，在从振镜系统进行预热的区域内，利用主振镜系统精准聚焦激光光束在金属工件表面的加工点位，使加工点位温度进一步提高产生所需要的颜色的氧化层结构；S4，重复步骤S2~S3，直至金属工件表面完成全部的彩色标记。本发明专利技术可以减少主振镜系统重复频率等耗时操作，进而加速金属材料表面氧化过程；同时主、从振镜系统参数间可相互补偿，调整扫描速度与扫描次数，可实现更加灵活高效的彩色标记方法。标记方法。标记方法。

【技术实现步骤摘要】
一种金属表面彩色标记加工方法


[0001]本专利技术属于激光加工
，具体涉及一种金属表面彩色标记加工方法。

技术介绍

[0002]高能量激光作用于金属材质时，通过控制激光加工工艺参数，可形成不同结构的无色金属氧化膜。白光通过不同厚度和成分的氧化膜时产生干涉效应，使金属表面呈现出不同的色彩，进而实现金属表面的激光彩色标记。
[0003]研究表明，激光工艺参数控制作用于金属表面热效应温度和时长，从而影响彩色标记效果。在稳定的环境条件下，相同的激光加工工艺参数在金属表面产生热积累，达到一定温度后产生相同厚度结构的氧化膜，从而实现相同的标记颜色效果。这为我们能够实现高效、可控的金属激光彩色标记技术提供了思路。
[0004]目前，国内的金属激光彩色标记方法多是通过改变激光器的工艺参数或调整焦距，利用控制激光功率、加工时长、重复频次或改变激光的离焦量来实现不同颜色的激光标记。为保证复杂彩色图案的加工精度和能力，使用的激光光斑小，形成的热影响区域小，需要较长时间在金属表面达到所需要的热积累。这种加工方式在面对加工幅面大或颜色加工需求复杂的情况时，存在作业效率低，加工时间长，人工成本高的问题。
[0005]综上所述，亟需提供一种节能高效、适应加工幅面大或颜色加工需求复杂等更多加工场景的金属表面彩色标记加工方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种节能高效、适应加工幅面大或颜色加工需求复杂等更多加工场景的金属表面彩色标记加工方法。
[0007]上述目的是通过如下技术方案实现， 一种金属表面彩色标记加工方法，采用双振镜加工装置进行，所述双振镜加工装置包括主振镜系统和从振镜系统，所述金属表面彩色标记加工方法包括如下步骤：S1，设置主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数；S2，金属工件表面的彩色标记加工区域的预热：利用从振镜系统引导激光光束在彩色标记加工区域的范围进行光斑照射，在激光光束的作用下，金属工件表面加工点位周边预定范围内的金属表面产生热积累，局部升温；S3，在从振镜系统进行预热的区域内，利用主振镜系统精准聚焦激光光束在金属工件表面的加工点位，使加工点位温度进一步提高，产生所需要的颜色的氧化层结构；S4，重复步骤S2~S3，直至金属工件表面完成全部的彩色标记。
[0008]本专利技术的具体应用过程中，设置主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数后，从振镜系统采用离焦或自调焦方式在金属工件表面的彩色标记加工区域附近一定范围内进行大光斑照射，在从振镜系统激光光束作用下，金属工件表面的彩色标记加工区域周边一定范围内的金属表面会产生热积累，合理设置从振镜系统激光功率使材料温度控制在界面
氧化反应温度以下；再利用主振镜系统使金属工件表面的彩色标记区域温度进一步提高，产生相应颜色所需要的氧化层结构，实现精确的点位扫描加工。重复上述步骤直至金属工件表面完成全部的彩色标记。
[0009]本专利技术通过主双振镜系统和从双振镜系统的协同作业，从振镜系统生成大光斑，在加工点位及其附近（金属工件表面的彩色标记加工区域）产生局部区域基础热累积，主振镜系统实现精确聚焦加工点位，在从振镜激光束作用的基础上，快速精准提高点位金属表面温度，从而在更短时间内达到产生氧化膜的温度要求。本专利技术技术方案的应用可以减少主振镜系统重复频率等耗时操作，进而加速金属材料表面氧化过程；同时主振镜系统和从振镜系统参数间可以相互补偿，调整扫描速度与扫描次数，可实现更加灵活高效的彩色标记方法。
[0010]进一步的技术方案是，所述步骤S2中，所述从振镜系统搭载有温度检测传感器，所述温度检测传感器用于检测金属工件表面的彩色标记加工区域的温度，并将检测结果反馈至从振镜系统，所述从振镜系统根据反馈的温度值调节其功率或光斑大小，使得金属工件表面的彩色标记加工区域的温度控制在界面氧化反应温度以下。温度检测传感器优选为远红外温度探头。
[0011]进一步的技术方案是，所述双振镜加工装置还包括恒温支撑件，所述步骤S1前还包括将金属工件进行整体恒温的步骤：设置恒温支撑件的工作温度，将金属工件放置在所述恒温支撑件上，通过恒温支撑件将金属工件的温度调节在预定的温度。
[0012]本专利技术采用恒温支撑件可适应不同的作业环境，不必根据作业环境的变化去调整主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数，简化步骤，同时可避免氧化过程受环境温度变化。
[0013]进一步的技术方案是，所述恒温支撑件为半导体控温装置。采用半导体控温装置具有反馈快、效率高等特点。
[0014]进一步的技术方案是，所述双振镜加工装置还包括支架和底座，所述支架和底座固定连接，所述主振镜系统和从振镜系统设置在所述支架上，所述恒温支撑件设置在所述底座上。
[0015]进一步的技术方案是，所述支架包括固定座、活动座和调节件，所述主振镜系统和从振镜系统设置在所述活动座上，所述活动座与所述固定座活动连接，所述调节件用于调节所述活动座沿所述固定座进行升降运动，所述步骤S1前包括调节主振镜系统和从振镜系统与金属工件的加工面距离的步骤：操作调节件使得活动座沿固定座进行升降运动，使得主振镜系统和从振镜系统与金属工件的加工面达到预定的距离。
[0016]进一步的技术方案是，所述固定座与活动座通过丝杆升降机构活动连接，所述调节件为手轮，所述手轮与所述丝杆升降机的传动轴传动连接。
[0017]进一步的技术方案是，至少所述从振镜系统设有用于控制预热光斑的大小和离焦量的自调焦系统。
[0018]相比于现有技术，本专利技术采用主、从双激光扫描振镜分别实现局部预热与精细加工，节能高效，可适应加工幅面大或颜色加工需求复杂等更多加工场景；采用非接触局部表面升温方法，不会限制加工区域，尽量避免了对已加工或未加工区域的氧化层产生影响；灵活的局部表面预热的方式，可以更好地适应异种金属表面加工。本专利技术采用恒温支撑件可
适应不同的作业环境，不必根据作业环境的变化去调整主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数，简化步骤，同时可避免氧化过程受环境温度变化。
附图说明
[0019]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0020]图1为本专利技术一种实施方式下双振镜加工装置的结构示意图；图中：1主振镜系统
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2支架
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3恒温支撑件4从振镜系统
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5自调焦系统
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6手轮
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
[0022]本专利技术实施例如下，参照图1，一种金属表面彩色标记加工方法，采用双振镜加工装置进行，所述双振镜加工装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属表面彩色标记加工方法，其特征在于，采用双振镜加工装置进行，所述双振镜加工装置包括主振镜系统和从振镜系统，所述金属表面彩色标记加工方法包括如下步骤：S1，设置主振镜系统和从振镜系统的加工工艺参数；S2，金属工件表面的彩色标记加工区域的预热：利用从振镜系统引导激光光束在彩色标记加工区域的范围进行光斑照射，在激光光束的作用下，金属工件表面加工点位周边预定范围内的金属表面产生热积累，局部升温；S3，在从振镜系统进行预热的区域内，利用主振镜系统精准聚焦激光光束在金属工件表面的加工点位，使加工点位温度进一步提高，产生所需要的颜色的氧化层结构；S4，重复步骤S2~S3，直至金属工件表面完成全部的彩色标记。2.根据权利要求1所述的金属表面彩色标记加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述从振镜系统搭载有温度检测传感器，所述温度检测传感器用于检测金属工件表面的彩色标记加工区域的温度，并将检测结果反馈至从振镜系统，所述从振镜系统根据反馈的温度值调节其功率或光斑大小，使得金属工件表面的彩色标记加工区域的温度控制在界面氧化反应温度以下。3.根据权利要求1或2所述的金属表面彩色标记加工方法，其特征在于，所述双振镜加工装置还包括恒温支撑件，所述步骤S1前还包括将金属工件进行整体恒温的步骤：设置恒温支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴葛铭，范奕村，谭肖，徐岩，张继伟，
申请(专利权)人：湖南中南智能激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：