專利名稱：基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于低功率激光，在陶瓷類或上有陶瓷釉等硅酸鹽類物質(zhì)上進(jìn)行打標(biāo)和雕刻的裝置，屬于激光加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的在陶瓷表面加工圖案方法，是指在泥坯完成后在表面涂上或畫(huà)上有顏色的陶瓷釉等涂料，然后再燒制方可完成。其缺點(diǎn)在于在燒制過(guò)程中泥坯的開(kāi)裂或釉質(zhì)的脫落都會(huì)導(dǎo)致圖案的損壞。并且在燒制完成后圖案不能修改。激光標(biāo)刻技術(shù)在圖案質(zhì)量和圖案自由度方面是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的一次重大改進(jìn)。
現(xiàn)有的基于激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置通常采用功率在50W以上的二氧化碳激光器，配合掃描振鏡或數(shù)控加工頭，直接將激光引導(dǎo)照射在陶瓷表面進(jìn)行標(biāo)刻，且標(biāo)刻的線條形式單一，美觀程度一般。
現(xiàn)有的基于激光的陶瓷標(biāo)刻技術(shù)要求激光器能輸出很大功率(一般在20W以上)，裝置龐大復(fù)雜造價(jià)昂貴，并且需要龐大的冷卻設(shè)備，隨之而來(lái)的是設(shè)備造價(jià)以及能耗的增加，同時(shí)由于陶瓷對(duì)激光的反射及散射，大功率激光具有較高的危險(xiǎn)性，大功率激光器在陶瓷材料上進(jìn)行標(biāo)刻從耗能和成本上考慮都是不適合的。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中低功率(<20W)激光無(wú)法在陶瓷表面進(jìn)行標(biāo)刻的問(wèn)題，提供了一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置。實(shí)現(xiàn)了用低功率激光在陶瓷表面標(biāo)刻比較復(fù)雜的圖形，降低了陶瓷標(biāo)刻的成本和能耗，實(shí)現(xiàn)了在陶瓷燒制完成之后再進(jìn)行外觀的改變的過(guò)程，并且相對(duì)傳統(tǒng)燒制方法大大提高了制造的靈活度和速度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取了如下技術(shù)方案 一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置包括控制輸出信號(hào)頻率的計(jì)算機(jī)、激光器，計(jì)算機(jī)與激光器通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，激光器上設(shè)置有一個(gè)伸出的激光控制系統(tǒng)，位于激光控制系統(tǒng)正下方的，是用于放置基底材料和覆蓋材料的加工平臺(tái)。
所述的激光器，可以是光纖激光器、Nd:YAG固體激光器或二氧化碳激光器，所使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
所述的激光控制系統(tǒng)，依具體的圖形和材料的不同，可以是掃描振鏡或數(shù)控激光加工頭。
本實(shí)用新型的工作原理是激光器發(fā)出激光，激光束照射到掃描振鏡或
直接由數(shù)控激光加工頭輸出，掃描振鏡或加數(shù)控激光工頭由計(jì)算機(jī)控制，使得激光可以在加工平臺(tái)上的基底材料表面按所需圖形走過(guò)一定路徑。
激光束照射在基底材料表面的覆蓋層上，由于激光攜帶的大量能量使得在覆蓋材料與基底材料之間產(chǎn)生大量的熱，由此發(fā)生伴隨光化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)，并伴有炸裂的啪啪聲或劇烈燃燒的嗞嗞聲，并有煙霧產(chǎn)生。
用此方法生成的標(biāo)刻痕跡經(jīng)過(guò)水、酒精、砂紙、超聲波清洗等方法均不會(huì)被去除或破壞。
使用該裝置可以使用很低功率的激光，并且可以保持相對(duì)較高的加工速度，產(chǎn)生的標(biāo)刻痕跡邊緣清晰，線條銳利，可以應(yīng)用在陶瓷成品的后期利用，如個(gè)性化裝潢等方面。并且可以提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。


附圖為本實(shí)用新型的基本構(gòu)造系統(tǒng)示意圖
l-計(jì)算機(jī)，2-激光器，3-激光控制系統(tǒng)，4-加工平臺(tái)，5-基底材料，6-覆蓋材料。
具體實(shí)施方式
如圖所示，本實(shí)用新型的一種低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置的基本構(gòu)造主要包括控制輸出信號(hào)頻率的計(jì)算機(jī)l、 二氧化碳激光器2，計(jì)算
機(jī)1與二氧化碳激光器2通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，二氧化碳激光器2上設(shè)置有一個(gè)伸出的激光控制系統(tǒng)3，本處選用的是數(shù)控激光加工頭，位于數(shù)控激光加工頭正下方的，是用于放置基底材料5和覆蓋材料6的加工平臺(tái)4。
在計(jì)算機(jī)1中導(dǎo)入要標(biāo)刻的圖形或文字，應(yīng)用圖形生成軟件，使之轉(zhuǎn)換成為數(shù)控激光加工頭匹配的控制軟件能夠識(shí)別的文件格式。將基底材料放置在加工平臺(tái)4上，保持基底材料5上表面與激光束焦點(diǎn)所在水平面處于同一平面，將覆蓋材料6覆蓋于基底材料表面。調(diào)整激光功率和掃描速度，激光功率范圍在5W至50W之間，掃描速度范圍為5-60mm/s，優(yōu)選25-35mm/s，打開(kāi)二氧化碳激光器2，激光控制系統(tǒng)將根據(jù)計(jì)算機(jī)1輸出的圖形信號(hào)進(jìn)行標(biāo)刻。掃描完成后移去覆蓋材料6;用酒精或水擦拭基底材料5表面，留下清晰銳利的掃描路徑組成的線條和圖案。
有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本實(shí)用新型的內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
所述的激光器2，還可以選用光纖激光器或Nd:YAG固體激光器，使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
所述的激光控制系統(tǒng)3，還可以是掃描振鏡。
權(quán)利要求1、一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置，包括控制輸出信號(hào)頻率的計(jì)算機(jī)(1)和激光器(2)，其特征在于，計(jì)算機(jī)(1)與激光器(2)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，激光器(2)上設(shè)置有一個(gè)伸出的激光控制系統(tǒng)(3)，位于激光控制系統(tǒng)(3)正下方的，是用于放置基底材料(5)和覆蓋材料(6)的加工平臺(tái)(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝 置，其特征在于，所述的激光器(2)，可以是光纖激光器、Nd:YAG固體激光 器或二氧化碳激光器中的一種，所使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝 置，其特征在于，所述的激光控制系統(tǒng)(3)，依具體的圖形和材料的不同， 可以是掃描振鏡，也可以是激光數(shù)控加工頭。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻的裝置，屬于激光加工領(lǐng)域。一種基于低功率激光的陶瓷表面打標(biāo)和雕刻裝置，包括控制輸出信號(hào)頻率的計(jì)算機(jī)(1)和激光器(2)，其特征在于，計(jì)算機(jī)(1)與激光器(2)通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，激光器(2)上設(shè)置有一個(gè)伸出的激光控制系統(tǒng)(3)，位于激光控制系統(tǒng)(3)正下方的，是用于放置基底材料(5)和覆蓋材料(6)的加工平臺(tái)(4)。由于本實(shí)用新型采用低功率激光作為光源，設(shè)備簡(jiǎn)單成本低廉，能耗低，放熱量少，在加工過(guò)程中不需要龐大的冷卻裝置，并且由于可以采用掃描振鏡控制的方法，標(biāo)刻速度快，圖案清晰美觀。
文檔編號(hào)B28D1/00GK201261223SQ20082011019
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者呂鵬飛, 威 楊, 陳繼民 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)