【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于经激光标记的制品的过程等以及用于对这种制品进行标记的方法。
技术介绍
1、短脉冲激光装饰利用来自跨过各种波长和能量的纳秒、皮秒和飞秒短脉冲激光的能量来将装饰图案标记到诸如产品和/或包装的制品上。可以应用于产品和/或包装的任何和所有其它装饰技术(即，标签、丝网印刷、数字印刷等)可以与激光标记一起使用以实现各种装饰和功能效果。重要的是，在短脉冲激光标记中使用的激光技术是高通量技术，其使用固定的激光源，通过电子/机械控制的反射镜(即“电流计”组)和透镜(即f-theta和类似透镜)将激光束从该固定的激光源引导至被标记的产品或包装。这些反射镜和透镜导引激光束跨过制品的表面(这种导引也被称为“扫描”)，使得激光可以将图像，诸如数字图像(例如来自计算机文件，诸如pdf文件)赋予包装或产品的表面。这种方法具有优于其它装饰技术的优点，因为数字图像的使用允许装饰的定制和个性化。
2、在通过激光标记制品(诸如通过短脉冲激光标记)呈现的可能性方面存在大量兴趣。例如，更换聚合物容器上的粘合剂标签不仅在经济上是有益的，而且在生态上也是有益的。例如，消除聚合物容器上的粘合剂标签降低了包装材料的总重量，这降低了每个包装的源自石油的材料的量并且降低了包装的重量，从而需要更少的燃料用于运输。此外，不存在粘合剂标签使得聚合物容器能够更容易地再循环，因为由于可能被引入到再循环流中的潜在杂质，粘合剂标签通常需要在再循环之前去除。
3、小制品(即高尔夫球等)和/或制品上的小区域(即成品包装上的日期代码、地址标签)的激光标记是已知
4、用于激光标记过程的技术的当前状态包括“光栅”标记过程和“矢量”标记过程，其要么是快速但精度和分辨率差，要么是慢速但精度和分辨率更高。在现有技术中不存在高速和高精度的组合。当在制品上标记大面积时，诸如当使用激光标记作为针对其它装饰技术的完全替代时，这个问题特别显著，其中在制品的至少一个面上提供的所有文字和/或图形(其中许多是为了监管目的而必需的)是经由激光标记提供的。
5、光栅激光标记过程将单个的激光标记放置在网格中，并且由激光逐行、逐点地标记图像。每个脉冲被“门控”，使得脉冲仅针对图像的暗像素被激发，而没有脉冲针对图像的亮像素被激发(或反之亦然)。脉冲中的每一个脉冲被单独地门控，并且每个脉冲的脉冲能量可以被改变以产生灰度。在发信号通知激光器的开/关功能(即，“门控”)时，考虑到约10μs更新速率的实际限制，现有技术的光栅标记过程被有效地限制于具有约100khz重复率的激光器，并且仅可以通过增加脉冲间距来更快地进行，这可以牺牲精细细节，诸如标记小字体文本和图形所必需的细节。
6、现有技术的矢量标记过程可以在100khz以上运行，因为脉冲通常被门控打开，同时激光束以被标记的矢量线的形状被“导引”(通过反射镜)。包括文本的经矢量标记的制品通常可以被识别，因为所标记的线通常是一个脉冲宽(除非填充满)并且脉冲在拐角附近变得更靠近在一起，其中激光束的表面速度随着它转向拐角而减慢。然而，已经发现，具有矢量标记的标记的放置精度在激光束的非常高的表面速度下受到损害。
7、目前，可以通过多边形扫描器(例如，来自比利时埃弗海姆的next scantechnology(next scan technology，evergem，belgium)的高通量光栅处理多边形扫描器系统)来实现一定程度上高速的激光标记，其可以被优化用于高速和高精度。多边形扫描器系统采用旋转多面镜进行行扫描。这些扫描器通常被用于规则图案的全表面处理。特别地，视场通常是正方形，该正方形按照印刷标准是相对大的，并且在随后的制品上反复地以其整体标记重复的图案。这些扫描器的正方形视场配置不能使它们准确地标记像小字符、字母数字字符、徽标、图片等的东西。
8、因此，仍然需要更快、更经济和更精确的激光标记。控制激光器件的硬件和软件以及使用这些改进的激光器件的方法都可以被改进。此外，可以改进激光标记在制品上的布置，以提供精度和速度。
9、因此，希望提供改进的激光器件连同用于操作激光器件的软件和以高速和高精度标记制品的过程(诸如直接复制标签信息、美观和功能特征)。这些改进应使得该过程快速、简单、成本有效并且可扩展至大规模制造，并且允许所得制品具有消费者和机器可读的特征，除了其它益处之外，该特征可以替代标签和粘合剂。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种解决现有技术的一种或多种缺陷以及其他有益效果的方法。说明书、权利要求书和附图描述了本专利技术的各种特征和实施方案，包括用脉冲激光标记制品的方法，该方法具有以下步骤：提供被配置为产生脉冲的激光束的脉冲激光，提供包括制品表面的制品，使用激光束通过发泡、烧蚀、蚀刻、还原、氧化和碳化中的至少一者在制品表面上以网格图案形成多个标记。该方法还包括在与制品表面相互作用的同时以恒定速度沿着第一行移动激光束，同时形成多个标记，并且其中恒定速度大于约8m/s，优选大于约10m/s，甚至更优选大于约15m/s并且最优选大于约18m/s或大于约22m/s或大于约32m/s或大于约45m/s或大于约60m/s或大于约75m/s或大于约90m/s。
2、该实施方案的方法还可以包括以双向移动方式移动激光束的步骤，使得激光束在第一方向上跨过第一行移动并且在第二方向上跨过第二行移动，其中，第一方向与第二方向相反，优选地，第一行和第二行相邻。网格图案可以具有定位在两个或更多个行中的多个位置，其中该两个或更多个行基本上平行，沿着两个或更多个行中的任一行的多个位置的每对相邻位置被分开x-距离，并且两个或更多个行中的每个相邻对被分开y-距离，并且y-距离和x-距离是不同的。多个位置中的每个位置可以包括标记或空隙(在网格位置处缺少标记)。
3、在另一个实施方案中，激光束移动跨过网格图案的每个位置，并且当在同一行中的相邻位置上形成连续标记时，激光束以恒定速度移动。当激光束移动跨过具有空隙的连续位置时，激光束可加速。此外，当激光束从第一行移动到第二行时，激光束具有转向减速/加速轮廓。
4、还提供了一种方法，其中激光束的重复率大于约100khz，优选大于约200khz，甚至更优选大于约500khz，并且最优选大于约1000khz。此外，激光束的脉冲能量为约10μj至约1000μj，优选约本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于用脉冲激光标记制品的方法，过程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束以双向移动方式移动，使得所述激光束在第一方向上移动跨过所述第一行并且在第二方向上移动跨过第二行，其中，所述第一方向与所述第二方向相反，优选地，所述第一行和所述第二行相邻。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网格图案包括定位在两个或更多个行中的多个位置，其中，所述两个或更多个行基本上平行，其中沿着所述两个或更多个行中的任一行的所述多个位置中的每对相邻位置被分开X-距离，并且所述两个或更多个行中的每个相邻对被分开Y-距离，并且其中，所述Y-距离和所述X-距离是不同的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个位置中的每个位置包括标记或空隙。
5.根据权利要求4所述的方法，包括将所述激光束移动跨过所述网格图案的每个位置，其中，当在同一行中的相邻位置上形成连续标记时，所述激光束以所述恒定速度移动，并且其中，当所述激光束移动跨过具有空隙的连续位置时，所述激光束加速。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述激光束从所述第
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束的重复率大于约100kHz，优选大于约200kHz，甚至更优选大于约500kHz，并且最优选大于约1000kHz。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束的脉冲能量为约10μJ至约1000μJ，优选约20μJ至约800μJ，更优选约30μJ至约600μJ，并且甚至更优选约40μJ至约500μJ。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束的焦距为约100mm至约1200mm、优选约100mm至约1000mm、优选约100mm至约420mm、优选约200mm至约380mm。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束具有约300nm至约1100nm的波长。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束具有小于约100纳秒、优选小于约50纳秒、甚至更优选小于约30纳秒、并且最优选小于约1.5纳秒的脉冲持续时间。
12.用于用脉冲激光标记制品的过程，所述过程包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一反射镜和所述第二反射镜中的每个反射镜各自具有小于约150g的质量。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于用脉冲激光标记制品的方法，过程包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述激光束以双向移动方式移动，使得所述激光束在第一方向上移动跨过所述第一行并且在第二方向上移动跨过第二行，其中，所述第一方向与所述第二方向相反，优选地，所述第一行和所述第二行相邻。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述网格图案包括定位在两个或更多个行中的多个位置，其中，所述两个或更多个行基本上平行，其中沿着所述两个或更多个行中的任一行的所述多个位置中的每对相邻位置被分开x-距离，并且所述两个或更多个行中的每个相邻对被分开y-距离，并且其中，所述y-距离和所述x-距离是不同的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个位置中的每个位置包括标记或空隙。
5.根据权利要求4所述的方法，包括将所述激光束移动跨过所述网格图案的每个位置，其中，当在同一行中的相邻位置上形成连续标记时，所述激光束以所述恒定速度移动，并且其中，当所述激光束移动跨过具有空隙的连续位置时，所述激光束加速。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述激光束从所述第一行移动到所述第二行时，所述激光束具有转向加速轮廓。...
【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·克雷格·莱斯特，马克·安德鲁·马马克，约瑟夫·亨利·努尔，安东尼·奥基，菲利普·安德鲁·萨温，
申请(专利权)人：宝洁公司，
类型：发明
国别省市：
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