雷射雕刻：工藝、類型、材料和用途

“雷射在各種材料上雕刻徽標、零件編號或圖案，同時保持美觀。”

雕刻是在工作表面上製作標誌、徽標、文字、圖案和字母的最佳方法。製造業中使用了不同的雕刻方法，例如機械雕刻。 激光蝕刻, 激光雕刻等等。

雷射雕刻方法在各種應用領域中，特別適用於金屬工件的加工。雷射光束照射工件，選擇性地汽化材料，從而在表面形成雕刻圖案。同時，使用數控雷射器能夠提供更高的精度和準確度。 

了解雕刻概念、技術、類型等方面有助於做出更好的決策並獲得最佳結果。本文將討論其工作機制、相容材料、應用等。

 

什麼是雷射雕刻？

它是透過非接觸（無剪切）材料去除在材料表面上形成深刻的永久標記的過程。雷射雕刻使用二氧化碳或光纖雷射光源，沿著指定的路徑或圖案精確移動，在一定深度熔化和蒸發材料。雷射光源的類型取決於材料類型，CO2 適用於 金屬雕刻 以及用於非金屬工件的纖維。

根據預測，雕刻的歷史可以追溯到500,000萬年前，處於石器階段的初期。據信，當時人們習慣用石頭雕刻符號。後來，隨著金屬時代的開始，它成為文明的關鍵技術之一。直到 1900 年初，從硬幣（貨幣）到工業品，機械雕刻在各地都很流行。

1950 年，繼 Albert Einestines 在 1910 年代末提出雷射技術論文後，雷射雕刻首次應用於飛機製造。然而，第一台商用機器直到 1960 世紀 XNUMX 年代才被引入市場。然後，這項技術會隨著時間的推移而不斷發展其功能。 

目前，您可以在各種金屬和非金屬產品中看到永久性的品牌標誌、標誌、圖案、設計的文字和字母、工藝和特徵，從車輛上雕刻的底盤號碼到珠寶上的設計。這些均採用雷射雕刻，確保精度、準確度和耐用性。

雷射雕刻如何運作？

正如我們上面提到的關於雷射雕刻的工作原理，雷射光束會對工件產生影響，並且強烈的熱量會熔化材料以形成雕刻特徵。然而，設置和詳細過程比聽起來要全面得多。 

雷射雕刻加工 

A 數控雕刻 該裝置包含兩面或多面反射鏡（通常為三面）以及一個聚焦透鏡，用於在雷射頭髮出光束之前將其聚焦。因此，來自低功率雷射光源的光束在經過多面反射鏡反射後聚焦到透鏡上。數控程序可控制雷射光束的運動和照射，並可實現高達 0.004 英吋的精度。 

系統沿著X、Y、Z軸運行，透過控制雷射頭的運動和工件定位來確保精確細緻的雕刻。同時，雷射光源的功率、速度、焦距以及雷射光束通過的次數決定了雕刻深度。您可以在機器中設定這些變數。此外，在雕刻過程中會使用壓縮空氣來清除碎屑並防止鏡片污染。 

為了更好地說明雷射雕刻的工作原理，讓我們來看看雕刻過程的步驟； 

雷射雕刻工藝的步驟 

這個過程涉及透過將 CAD 設計轉換為稱為向量檔案的機器可讀指令來雕刻 CAD 設計。以下步驟詳細說明如何使用雷射雕刻材料；

• 設計

第一步是在 AutoCAD、Linkspace、LigthBurn 等電腦軟體上設計雕刻特徵。 

• 按說明設計 

接下來，雷射雕刻機將這種設計轉換為雷射頭移動的指令，稱為光柵或向量檔案。這些指令包括雷射路徑、光束重複、速度等。 

• 材料準備 

工件必須徹底清潔，不得有任何碎屑、污染物或毛邊。接下來，您還需要考慮可用機械的材料能力。有些雷射只能對特定材料起作用。 

• 機器設置 

雷射雕刻製程的設定通常包括工作拍打、雷射配置和對準。應根據您的要求優化速度、源功率、頻率和焦距等雕刻變數。您也可以在開始實際程序之前對報廢工件進行測試。 

• 雕刻 

現在，雷射頭會依照機器的指令在預定路徑上多次移動。這種自動化減少了停機時間，提高了精確度，並使流程更具成本效益。

 

雷射雕刻和雷射打標是相同的工藝嗎？

雷射雕刻、蝕刻、打標 

雖然雕刻和 激光打標 雖然雷射打標製程與傳統製程使用類似的光源和裝置，但它並不涉及材料去除，也不涉及在表面刻蝕圖案或形狀。相反，雷射打標工藝中，雷射會按照預先設計的圖案永久性地在表面著色。每種材料都有其獨特的雷射吸收光譜，與雷射相互作用後會呈現不同的顏色。根據雷射光源、額定功率和波長的不同，顏色光譜會呈現不同的反應。您也可以創建 雷射雕刻標誌、二維碼和標誌。 

因此，您可以考慮雷射雕刻作為其中之一 雷射打標類型 就應用方面而言，它們本質上並不是同一個流程。

 

雷射雕刻材料

常見雷射雕刻材料 

雷射可以雕刻金屬、塑膠、皮革、複合材料、木材和織物。然而，它們的雷射類型和加工變數是不同的。這是因為不同的雷射雕刻材料與雷射光束的反應各不相同。例如，塑膠的低熔點往往比金屬表現出更多的熱效應。

使用光纖雷射光源雕刻金屬可獲得更好的效果，而二氧化碳則普遍用於木材。同時，塑膠可以用二氧化碳和纖維進行雕刻。 與傳統技術不同，它甚至可以雕刻任何複雜程度的硬質材料。 

金屬

幾乎所有金屬和合金都與雷射雕刻工藝兼容，並且它們是最常用的雕刻材料。正確的雷射功率可以有效地加工從軟鋁到硬化鋼的材料。 

• 不銹鋼
• 鋁合金
• 黃銅
• 銅
• 鈦
• 金色
• 銀色
• 陽極氧化鋁
• 鎳
• 鉻合金等 

塑料

熱固性塑膠和熱塑性塑膠都可以用雷射來雕刻。此外，由於壓克力具有強度高、抗衝擊性和耐用性強等優點，從標誌到展示板，亞克力雷射雕刻最為流行。較厚的塑膠比金屬雕刻更具挑戰性，因為周圍的塑膠材料會積聚熱量，影響雕刻精度。 雷射雕刻塑料 需要合適的功率和速度設置，才能在不損壞表面的情況下獲得乾淨、精確的效果。

• Acrylic（壓克力）
• ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）
• Polycarbonate（聚碳酸酯）
• 聚乙烯（PE）
• 尼龍
• 聚甲醛樹脂（乙縮醛）等 

木材

各種藝術品、工藝品、圖案、裝飾品，甚至珠寶都是用木材雷射雕刻製成的。低功率（通常<100）可以在所需深度精確地燃燒和侵蝕木材表面。同時，胡桃木和楓木是兩種非常適合此工藝的木材。 

其他雷射雕刻材料

此外，木材、金屬、合金、塑膠等其他雷射雕刻材料還有；

• 碳纖維、玻璃、凱夫拉增強聚合物
• 矽橡膠
• 真皮、合成皮革和絨面革 
• 卡片紙

雷射雕刻有哪些類型？

分類可以從兩個方面入手：雷射介質和具體應用。我們來討論一下。 激光雕刻機 根據這兩類分類；

基於雷射光源

意思是雷射的光源是什麼；通常也被認為是 雕刻機的類型。製造商還根據機器中使用的雷射源類型來定義雕刻機。

CO2 雷射雕刻

它使用 CO10.6 作為雷射介質，從該氣體中發出波長為 XNUMX 微米的紅外線光束。 COXNUMX 雷射適用於非金屬雷射雕刻材料，如丙烯酸、木材、橡膠、玻璃、皮革等。

光纖雷射雕刻 

光纖雷射器中使用摻有鉺或鐿等稀土元素的特殊光纖作為活性介質。它高效、緊湊，是精密金屬雕刻的理想選擇。它提供高速雕刻並與硬質合金相容。但是，它在非金屬雕刻中的用途很少。光纖雷射可能很昂貴，並且需要開放或通風的工作空間以消除煙霧或氣體的風險。

二極管激光器 

顧名思義，它使用半導體二極體作為雷射介質。當電流通過二極體時，它會發出激光，在照射到工件表面之前進一步集中到聚焦透鏡。

二極體雷射適用於小尺寸雕刻，雕刻機也有桌上型或便攜式機器形式。它產生類似於光纖雷射的光滑雕刻表面。然而，二極體雷射進行大而深的雕刻的能力有限。

此外，UV 和 ND: YAG 雷射也用於雕刻任務。 

基於雷射雕刻特點

浮雕、深度、圖片或其他基於特徵的雷射雕刻類型分類。下表簡要闡述了這些類型的特徵； 

雕刻類型	產品說明	深度/效果	材料種類
淺雕刻	– 深度小於 0.5mm – 低雷射功率，顏色較淺	功率較低且效果較淺	所有薄的可雕刻材料
深雕	– 深度超過0.5mm – 顏色較深 – 需要更高的功率	更強的對比和深度效果	材料 > 2mm 厚度
浮雕	– 可變深度 – 3D 效果 – 它使用灰階影像	三維紋理	厚料
矢量雕刻	– 線和點雕刻 – 基於向量圖形	線條雕刻乾淨、精確	任何材料
照片雕刻	– 以照片為基礎 – 涉及影像處理	基於圖像的詳細雕刻	需要高解析度照片

 

雷射雕刻有哪些優點？

雷射雕刻無需工具與材料直接接觸，但熱效應可能更明顯。它消除了因工具磨損造成的剪切變形和精度損失的風險。此外，其他主要優勢還包括：

• 高精度和準確的雕刻特徵

無論我們上面描述的技術或方法是什麼，雷射雕刻工藝都能提供更高的精度和準確度。與傳統雕刻或雷射製造技術相比，先進的 CNC 和自動雷射雕刻機實現了嚴格的公差。

• 雕刻速度

高雷射雕刻速度提高了生產效率並降低了單位製造成本。這對於需要快速週轉的行業或企業也有好處。 

• 相容於多種材料

它配合合適的雷射設備和精確的功率控制，可以在金屬、木材、塑膠、複合材料、玻璃、橡膠、皮革和織物上雕刻。這使其成為包括產品品牌推廣、識別標記等在內的各種應用的實用解決方案。 雷射雕刻金屬零件。

• 簡單操作

與機械雕刻和其他雷射加工技術相比，它是一個更簡單的過程。雷射頭沿著路徑雕刻所需的設計。 

• 乾淨的窄圖案 

雷射可產生無毛邊、乾淨的雕刻表面，包括硬質材料和窄設計。 

• 耐久度

雷射雕刻的部件可以使用數年，雕刻不會隨著時間的推移而消失。因此，這是一個可靠的解決方案。 

 

雷射雕刻有哪些應用？

雷射雕刻應用 

獎杯、標誌、條碼、商業品牌、識別號、組裝方向和許多其他雕刻都是用雷射完成的。因此，它具有多種工業應用。  

獎盃雕刻

在金屬和非金屬獎杯中，雷射在木材、玻璃或金屬獎杯上雕刻出有吸引力的符號、徽標、字母和其他資訊。您可以使用它來製作簡單到高度複雜的客製化獎盃、獎項和獎牌。 

品牌標誌和符號 

雷射雕刻無毛邊、精度高，是為各種產品添加永久性品牌名稱、標記和標識的實用選擇。許多行業都在使用雷射雕刻。 雷射雕刻標誌 因為它們能提供清晰的細節、持久的效果和專業的表面處理，而不會損壞零件表面。

• 車輛品牌名稱、符號和標誌
• 筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機和電氣外殼等電子產品上的標誌
• 奢華珠寶品牌標誌
• 包裝和促銷產品

QR 圖碼和條碼

壓克力、玻璃和金屬上的永久條碼和 QR 具有多種用途，無論是小型企業的 QR 還是工業組件中的資訊條碼。雷射之所以成為雕刻這些代碼的理想選擇，是因為它可以精確地複製圖案，並且可以持續更長時間而不褪色。

醫療器材和零件

醫療設備和組件需要清晰的識別號碼或字母才能安全有效地運作。雷射甚至可以在小部件上進行雕刻，變形等工藝影響最小。 

模具

雷射雕刻應用在創建複雜特徵（如微小空腔、凹槽或其他特徵）方面也發揮著重要作用。如果最終零件需要浮雕符號、字母或數字，雷射也可以在模具或沖模上製作特徵。

閱讀更多： 什麼是塑膠擠出雷射打標？ 

 

您需要客製化雷射雕刻零件嗎？

在 ProleanTech，我們提供 雷射雕刻服務 結合先進的雷射雕刻機（CO200、光纖、二極體等）、我們工程師的經驗以及對客戶需求的深入了解。我們可以在 XNUMX 多種工程材料上客製化雕刻設計。因此，如果您需要準確的徽標、標誌、二維碼、數字和字母、創意藝術、珠寶或任何客製化設計，請上傳您的設計並要求報價！ 

 

結語

整體而言，雷射雕刻廣泛應用於工業、藝術、廣告和珠寶等領域。它能夠加工各種材料，打造精細細節，並始終如一地複製複雜設計，使其成為一種可靠的標記方法。無論您需要標誌、序號、文字或裝飾圖案，專業的雷射雕刻師都能為您提供專業的服務。 雷射雕刻服務 能夠對各種零件和產品提供持久、準確的檢測結果。 立即聯絡我們，獲取免費線上報價！

 

常見問題

我可以在我的專案中使用任何類型的雷射雕刻機嗎？

您選擇的雷射雕刻機類型取決於工件材料。 CO2 雷射適用於非金屬雕刻，光纖雷射則非常適合金屬雕刻。同時，二極體雷射可以有效率地執行小型雕刻任務。 

雕刻雷射頭如何調整？

雷射透鏡與工件表面之間的焦距決定了雷射頭的定位。因此，請使用聚焦工具或遵循製造商的指南來準確定位雷射頭。 

哪些材料可以用雷射光束雕刻？

雷射可以雕刻金屬、合金、複合材料、熱塑性塑膠、熱固性塑膠、橡膠、織物和皮革；根據它們的吸收特性。

為什麼要使用雷射雕刻標誌、徽標和二維碼？

這是一種非接觸式材料去除工藝，可在多種材料上創建高解析度的永久標誌、徽標和二維碼。