激光標(biāo)記印刷也稱激光打標(biāo)、激光印標(biāo)，近年來在印刷領(lǐng)域，如包裝印刷、票據(jù)印刷、防偽標(biāo)識印刷中的應(yīng)用越來越多，有些已用于聯(lián)機(jī)生產(chǎn)。本文將系統(tǒng)介紹激光標(biāo)記印刷技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。激光標(biāo)記印刷原理激光標(biāo)記印刷是通過激光打標(biāo)機(jī)實(shí)現(xiàn)圖文印刷的，其基本原理是，由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束，當(dāng)激光作用于承印材料時，處于基態(tài)的原子躍遷到較高能量狀態(tài)；處于較高能量狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會很快回到基態(tài)，當(dāng)原子返回基態(tài)時，會以光子或量子的形式釋放出額外的能量，并由光能轉(zhuǎn)換為熱能，使表面材料瞬間熔融，甚至氣化，從而形成圖文標(biāo)記。

（1）激光發(fā)生器

下文將以氪燈激光打標(biāo)系統(tǒng)為例，說明激光發(fā)生器的原理。氪燈通電后，以20kV的高壓擊穿氪燈中的氪氣后，電源自動轉(zhuǎn)換輸出電壓為100V(5A)，維持氪燈連續(xù)的弧光放電。在激光發(fā)生器中，氪燈位于橢圓形聚光腔的1個焦點(diǎn)上，氪燈產(chǎn)生的弧光經(jīng)聚光腔反射后，再全部聚焦在另一個焦點(diǎn)--晶體釔鋁石榴石 (YAG)上，YAG吸收泵浦光后，形成波長為1060nm的連續(xù)激光，連續(xù)激光在諧振腔中垂直于光軸的前鏡和后鏡間往返振蕩，并從前鏡輸出。

（2）打標(biāo)原理

射頻驅(qū)動器(RFDriver)控制Q-開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，連續(xù)激光在Q-開關(guān)的作用下，變成峰值功率達(dá)

110kW的脈沖光波，經(jīng)過光孔的脈沖光達(dá)到閾值后，由諧振腔輸出到達(dá)擴(kuò)束鏡，光束經(jīng)擴(kuò)束鏡放大后傳輸?shù)綊呙桤R，由伺服電機(jī)帶動X軸、Y軸方向的掃描鏡片旋轉(zhuǎn)進(jìn)行光掃描，后經(jīng)平面聚焦場將激光的功率進(jìn)一步放大后，聚焦在工作平面上進(jìn)行打標(biāo)。整個過程由計算機(jī)按程序控制。

（3）激光打標(biāo)的特點(diǎn)

激光打標(biāo)機(jī)因其特殊的工作原理，與傳統(tǒng)標(biāo)記方式(移印、噴碼、電腐蝕等)相比，具有許多優(yōu)越性；

1)非接觸加工

可在任何規(guī)則或不規(guī)則表面打印標(biāo)記，且打標(biāo)后工件不會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；

2)材料適用面廣

可在金屬、塑料、陶瓷、玻璃、紙張、皮革等不同種類或不同硬度的材料上打印；

3)可與生產(chǎn)線上的其他設(shè)備集成，提高生產(chǎn)線的自動化程度；

4)標(biāo)記清晰、持久、美觀，并可有效防偽；

5)使用壽命長、無污染；

6)運(yùn)行成本低

打標(biāo)速度快且標(biāo)記一次成型，能耗小，因而運(yùn)行成本低。雖然激光打標(biāo)機(jī)的設(shè)備投資比傳統(tǒng)標(biāo)記設(shè)備大，但從運(yùn)行成本而言，使用激光打標(biāo)機(jī)要低得多。

①塑封三極管打標(biāo)：打標(biāo)機(jī)工作速度為10個/秒，若設(shè)備折舊以5年計算，打標(biāo)費(fèi)用為0.00048元/個。如果使用移印機(jī)，其綜合運(yùn)行成本約為0.002元/個，甚至更高。

②軸承表面打標(biāo)：若軸承三等分打字，總共18個4號字，采用振鏡式打標(biāo)機(jī)，以氪燈燈管的使用壽命為700小時計算，則每個軸承的打標(biāo)綜合成本為 0.00915元。電腐蝕刻字的成本約為0.015元/個。以年產(chǎn)量400萬套軸承計算，僅打標(biāo)一項，1年少可以降低成本約6.5萬元。

7)加工效率高

計算機(jī)控制下的激光光束可以高速移動(速度達(dá)5～7米/秒)，打標(biāo)過程可在數(shù)秒內(nèi)完成。1個標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)鍵盤的印字可在12秒內(nèi)完成。激光打標(biāo)系統(tǒng)均配有計算機(jī)控制系統(tǒng)，可以與高速流水線靈活配合。

8)開發(fā)速度快

由于激光技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，用戶只要在計算機(jī)上編程即可實(shí)現(xiàn)激光打印輸出，并可隨時變

換打印設(shè)計，從根本上替代了傳統(tǒng)的模具制作過程，為縮短產(chǎn)品升級換代周期和柔性生產(chǎn)提供了便利工具。

9)加工精度高

激光能以極細(xì)的光束作用于材料表面，細(xì)線寬可達(dá)到0.05mm。為精密加工和增加防偽功能開創(chuàng)了寬廣的應(yīng)用空間。激光印標(biāo)能滿足在極小的塑料制件上印制大量數(shù)據(jù)的需要。例如，可印制要求更精確，清晰度更高的二維條碼，與壓印或噴射打標(biāo)方式相比，有更強(qiáng)的市場競爭力。

10)維護(hù)成本低

激光打標(biāo)是非接觸式打標(biāo)，不像模版印標(biāo)工藝有使用壽命的限制，在批量加工中的維護(hù)成本極低。

11)具有環(huán)保性

激光打標(biāo)為非接觸式打標(biāo)，節(jié)約能源，相對于腐蝕法，避免了化學(xué)污染；相對于機(jī)械式打標(biāo)，也可減少噪聲污染。

（4）．激光標(biāo)記的應(yīng)用范圍

適用于鋼、不含鐵金屬、合金和無機(jī)物打標(biāo)，及陶瓷、鉆石和硅質(zhì)材料的微加工。目前激光打標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用包括ABS鍵盤，HDPE、PP、PET和PVC剛性容器和容器蓋，尼龍和PBT元器件，HDPE開關(guān)按鈕，PVC管件等的標(biāo)記印刷。