不锈钢的彩色激光打标技术研究

国内激光打标发展至今已由开始的高速发展到了稳定发展的阶段,在国内的应用也较为广泛,这时为了寻求企业业务拓展的新增长点,在不锈钢打标领域拓展上出现了不锈彩色打标的新工艺开发。为了增强不锈钢的彩色图激光打标效果,本研究应用激光打标技术,开展激光彩色打标工艺品的设计与制作,探究毫秒光纤激光打标机对304不锈钢材料进行激光彩色打标的可行性。在使用毫秒光纤激光打标机在不锈钢表面打标的同时,还要兼顾激光在不锈钢表面着色。通过Adobe Photoshop软件对图像进行调整,对比位图和矢量图格式的颜色效果,摸索激光彩色打标参数、图片格式与着色之间的规律,探究影响打标效果的因素,确定最佳激光彩色打标模式。实验结果表明,除激光功率外,图像格式对打标效果也有一定影响,相较于位图,矢量图模式下不锈钢表面的着色的效果更好,最终工艺品成呈现淡黄、淡蓝、深蓝、粉红、浅绿、深绿6种颜色。本研究验证了使用毫秒光纤激光打标机对不锈钢表面进行激光彩色打标具有一定可行性。

TB5钛合金表面的激光打标着色性能及应用研究

目的通过TB5钛合金表面激光着色后不同的颜色表面结构及成分研究,探讨颜色变化的机理,为同类金属着色控制提供参考。方法在钛合金表面使用纳秒激光诱导着色,通过改变激光器参数在材料表面生成不同颜色,使用扫描电镜对不同颜色的表面结构及成分表征,探讨颜色变化的机理,再使用接触角测量仪探讨不同颜色表面润湿性的变化,为其应用奠定基础。结果实验表明,改变激光参数后实验得到蓝、紫、黄色等多种颜色,未着色前的钛合金表面接触角为46.77°,呈亲水性,着色后得到的颜色样本表现为疏水性。结论在TB5钛合金表面通过激光打标着色技术得到了不同颜色样本与处理后金属表面润湿性之间的关系,证明了通过调节激光参数集可同时改变金属的着色效果以及润湿性。

基于光斑重叠的激光表面标刻等效脉冲传热模型与工艺分析

目前激光表面标刻技术应用较为广泛,但标刻过程中涉及的能量耦合复杂。为满足激光标刻技术的发展需求,结合理论模型和试验分析对其能量耦合的原理进行探究。研究结果如下:重叠率在91%~99%时,激光扫描速率v或激光脉冲频率f影响下的材料烧蚀深度会随重叠率的增加而增加,重叠率为99%时,材料去除率达最大;在光斑直径D影响下的烧蚀深度随重叠率的增加而减少,重叠率为91%时去除率最大。三种参数影响下,等效激光功率密度I1=3.88 W/μm^(2)时,将产生较大的反冲压力促进材料的去除,使激光标刻的能量利用率最大。面标刻中,线间距大于线段凹槽宽度时,导致线段叠加不能完全填充目标区域;线间距小于线段凹槽宽度时,会导致块体膨胀变形,表面质量被破坏;线间距与线段凹槽宽度接近时,目标区域可以被完全填充且表面质量不被破坏,标刻效果较好。通过分析空间上光斑重叠区域的能量耦合与时间上相邻脉冲的能量累积,整理得到等效脉冲传热数值模型,可对激光标刻的烧蚀深度进行更加简单有效的计算。

不可展曲面功能结构激光刻蚀实验研究

功能性结构在航空航天和卫星通信领域应用十分广泛,对大曲率不可展曲面电磁功能结构的加工是一项十分重大的课题。提出将激光控制软件与导轨运动控制软件进行集成开发,结合分区加工的方法,实现球形不可展曲面电磁功能结构的激光刻蚀。通过将直径100 mm的304不锈钢半球面划分为2个区域,在2个区域内分别采用3D投影和旋转加工2种不同加工方式,更好地保证了单元结构的加工质量。3D投影应用于切平面夹角β<45°的区域,可以一次性形成激光加工轨迹,省略了分层加工的多次运动,极大地提高了单元加工效率,保证了加工精度。在β>45°区域内采用样件旋转方式,同步调整激光束与球面待加工单元位置,以保证激光束与球面待加工单元法向相重合,减小激光入射角,有效地提高了加工单元的精度。分别利用去除率和样点均方根差评估加工质量,实验结果表明:去除率约为1.00~1.03,样点均方根差约为10~35μm,整体加工效果显著。

铝箔复合膜激光标记工艺与机理

为了在铝箔PET复合膜上实现永久且环保的信息标记,同时克服激光能量聚集导致铝箔熔融穿透的限制,实验采用1064 nm纳秒激光,通过单因素实验法研究了激光脉冲频率对在铝箔PET复合膜上标记的白色图形色差的影响规律,探讨了复合膜标记区白色成因和色差形成机理。当脉冲频率从121 kHz增长到151 kHz时,标记区色差随脉冲频率增大而增大。随脉冲频率在151~169 kHz范围内增加,色差先下降后上升。研究发现,白色效果源于铝箔标记区表面结构对可见光的随机化反射。铝箔标记区中心凹坑对可见光的多重反射消耗是色差形成的主因。

基于点云特征的城市道路标识线提取与分类

为了解决基于车载激光雷达(LiDAR)点云数据中的道路标识线提取完整度与提取精确度方面数值偏低等问题,提出了一种基于点云多元特征的道路标识线快速提取方法。在城市道路标识线的强度信息、几何信息和语义信息基础上,结合路面点云的强度特征、高程特征和点密度特征,生成多个地理参考图像,对多元特征图像进行特征提取与填充,再利用Ostu算法以及Alpha shapes算法实现道路标识线点云精提取,并根据标识线的几何、语义信息和模型匹配方案实现标识线的细分类,进行了理论分析和实验验证,取得了澳大利亚某城市道路的点云数据。结果表明,提取的短虚线、斑马线、单向转向箭头、长虚线的准确率均高于96%,召回率均达到91%及以上,综合评价指标均达到94%及以上。这些结果对无人驾驶领域研究起到了添砖加瓦的作用,也为城市数字化建设提供了一定的参考价值。

基于小功率光纤激光打标机的锡粉3D打印研究

金属3D打印往往存在设备昂贵、生产研究门槛较高的问题。本研究根据选区激光熔化技术,利用30W小功率光纤激光打标机对金属锡粉进行3D立体打印,探究适用于小功率光纤激光打标机的合适参数。本研究分别以不同参数打印金属线条、金属实心块,研究不同参数下锡粉的成形规律及特点,最后采用堆叠打印,打印出复杂工艺品。实验结果表明,相较于矢量图,位图模式下打标的金属成型效果更好。综上,锡粉3D打印的最佳参数为位图模式下扫描次数3次、扫描速度90mm/s、激光功率80%、焦距145mm、铺粉层数15层。采用本研究方法打印的锡粉3D打印成品呈现金黄色金属光泽,有明显的立体感,成形效果较好,可以作为工艺品展示。

ABS材料光纤激光打标的工艺参数

利用华之尊HZZ-M300型光纤激光打标设备对白、黄、红和黑4种基底颜色的ABS树脂进行打标,研究不同打标功率(p)和打标速度(v)等打标参数下,激光打标后的效果和质量,并用超景深显微镜观察打标后的微观结构。实验结果表明:不同颜色基底的ABS材料,其激光打标性能不同,基底颜色较深的,其激光打标性能较好,较容易获得好的打标效果。因此,在实际生产应用中,应尽量选用深色基底的材料。同时,实验也得到了不同颜色基底的ABS材料的光纤激光打标工艺参数,能为它们的高效、高质量光纤激光打标提供一定的借鉴。

镀金盖板激光打标工艺研究

镀金盖板广泛应用于集成电路的气密性陶瓷封装中,其表面标识通常采用油墨移印工艺与激光打标工艺。油墨移印的标识在筛选或考核过程中时常发生字符脱落异常。激光打标工艺虽然可从根本上避免字符脱落异常,但目前字符可识别度略差于油墨移印工艺。本文对镀金盖板的激光打标参数进行研究,明确了镀金盖板最优的打标参数,改善了激光打标盖板存在的字符不清问题。对镀金盖板的激光标识区域进行电镜扫描和切片分析,结果表明标识区域镀金层厚度基本没有变化。使用优化后的参数制备的激光打标样品,顺利通过了按GJB548C要求进行的温度循环、热冲击、耐溶剂和盐雾等可靠性试验,在业内具有一定指导意义。

汽车电线束连接器激光打标自动化设计与实现

传统连接器激光打标因生产效率低下、打标效果差、合格率没保证等因素,直接影响线束的整体效能,因此一种新型的线束连接器激光打标自动化一体设备应运而生。文章主要介绍该新型线束连接器激光打标自动化一体设备的技术背景、实现方案和打标过程。激光打标设备的升级和更新,有利于减少人力配置,增加企业收益。

基于固高控制器的激光跟踪打标设计

基于固高运动控制器实现工业生产现场的激光跟踪打标技术,结合工业现场的给出控制轨迹要求,实现实时跟踪打标。利用直线插补和圆弧插补等相关技术,实现实时轮廓跟踪、完成激光打标等工业控制要求。

激光打标机及其在纵梁滚压加工中的应用

激光打标具有高柔性、高效率等特点,结合信息技术可以实现自动化打标,可解决机械打标噪声大、寿命低的问题。本文主要介绍激光打标技术在纵梁滚压加工中的应用。

全自动瓶盖激光打标机设计

研究设计了一种能够对瓶盖进行全自动激光打标的机构。机构包含瓶盖输送机构和瓶盖打标机构两大部分,其中瓶盖打标机构包含上料装置、打标传输装置及下料装置。上料装置利用电动滑台搭建龙门式结构,实现X、Y、Z三轴精确定位,采用真空吸盘对瓶盖进行吸取上料;打标传输装置采用圆盘式回转机构进行送料,设计槽轮机构实现间歇转动,控制打标时间;下料装置采用气缸推动真空吸盘,进行拾取,并放入下料箱中,瓶盖打标全过程实现了自动化。

基于网版铺粉及激光打标平台的金属锡3D打印研究

金属3D打印技术是目前增材制造研究的重点和热点。研究使用YLP-DF30激光打标机平台进行金属锡的立体打印,并利用合适网目数的网版完成铺粉工序,通过对3D打印各工艺参数的优化,得到了良好成型的金属锡3D打印成品,并利用显微镜分析观察了打印结果。结果表明,激光打标设备功率为25W,速度为5.00mm/s时打印出来的成品呈现出较好光泽,并且具有良好的致密程度及成型。

点阵铒激光治疗腹部妊娠纹的应用效果

目的探讨点阵铒激光治疗腹部妊娠纹的应用效果。方法选取2021年6月至2023年3月福州市第一总医院皮肤病防治院整形美容外科收治的100例腹部妊娠纹患者作为研究对象,采用随机数字表法将其分为对照组、观察组,每组均50例。对照组患者采用二氧化碳点阵激光(10600 nm)治疗,观察组患者采用微剥脱2940 nm铒玻璃点阵激光治疗,比较两组患者的临床治疗效果、美观度评分、患者满意度、不良反应缓解时间及治疗6个月后腹部妊娠妏情况。结果观察组临床治疗效果高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗6个月后,观察组美观度评分、患者满意度评分、皮肤弹性、表皮厚度高于对照组,妊娠纹宽度、粗糙程度、凹陷体积低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组不良反应缓解时间短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论腹部妊娠纹用点阵铒激光治疗,可在改善临床表现的同时提升治疗效果,对提升患者满意度具有重要作用,且安全性也较高,值得推广。

车载激光扫描点云数据的道路标线自动提取方法

随着无人驾驶、智慧城市建设技术的发展,能够高效、准确地提取城市道路标线尤为必要,本文根据道路标线在车载激光扫描点云空间场景中的强度特征以及几何形态,提出了一种联合布料模拟滤波(CSF)算法、强度特征图像以及边缘检测的道路标线提取新方法。首先利用CSF算法从原始车载点云数据中提取出地面点;其次将地面点转换生成强度特征图像,基于强度特征特性图像进行图像边缘检测以及连通分析提取的标线边缘;最后引入高斯混合模型(Gaussian mixed model)对标线候选点进行分类,剔除地面噪声点。为检验本文提出算法的效果,使用两种不同类型道路点云数据进行实验,结果表明,本文提出算法道路标线提取结果的平均完整率、准确率以及综合提取质量分别为92.5%、85.9%、89.0%,均优于对比模型,验证了本文提出算法的可靠性与优越性。

基于道路扫描点云数据的城市道路标线提取

提出了一种基于车载激光扫描点云的道路标线提取方法。该方法实现道路标线提取的流程为:首先,为尽可能减少无用点云数据对道路标线提取的影响,使用布料模拟滤波(Cloth Simulation Filter,CSF)算法提取地面点,滤除非地面点,并利用基于法向量的区域生长算法提取得到路面点;其次,将路面点投影为强度特征图,根据标线几何特征提取标线边缘;最后,根据道路标线边缘信息实现标线候选点提取,并利用高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,GMM)将噪声点剔除。使用两段道路点云数据对本文方法进行验证,结果表明本文方法提取道路标线点结果的精度指标均优于对比算法提取结果,能够提取较为完整的道路标线。

手持三维激光扫描室内停车场地面标识要素提取方法

为了满足停车场快速建图的需求,本文提出了基于手持激光点云的室内停车场地面标识要素的提取方法。首先,为减少要素提取对内存空间的需求,将整个点云以规则网格进行划分;其次采用RANSAC平面拟合的方法提取每个网格内的地面点云;然后为提取地面标识要素,根据地面点云生成地面图像,并在地面图像的基础上,采用BiSeNet网络对不同的标识要素进行语义分割,得到车道线、车位线和导向箭头标识的像素;最后针对车道线和车位线,采用基于霍夫变换的直线提取方法对其进行提取,对于地面导线箭头,采用模板匹配的方法对其进行提取。试验证明,本文提出的方法能够对扫描的结构要素和标识要素进行快速提取,可大大减少制图的人工工作量,有效提高室内停车场建图的效率。

激光标刻ABS共聚物表面能量密度参数探究

本文采用光纤激光打标机对丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物(ABS)材料进行了表面标刻实验。实验发现激光平均功率为20 W,激光扫描速率低于6 mm/s时ABS材料由于导热系数较低散热能力差会引起材料表面燃烧。当输入的激光能量密度低于471.9 J/cm^(2)时,材料表面会附着大量炭黑颗粒影响其粗糙度,而输入的激光能量密度高于734.7 J/cm^(2)时,材料内部达到玻璃化转变温度而软化,表面发生热膨胀凸起,标刻质量被严重损坏。研究表明,标刻激光能量密度应控制在471.9~734.7 J/cm^(2)之间,其中标刻的最佳激光能量密度约为506.4 J/cm^(2)。

织物表面激光打标工艺参数的数值模拟及选取方法

织物打标中,激光器的速度及能量密度等参数直接影响着打标效果。为深入研究激光打标织物表面的烧蚀机制及其工艺优化参数的选取,通过建立激光与不同织物基底之间的相变传热模型,对打标过程中温度场和材料去除量的变化进行了数值模拟,利用热扩散理论分析了打标工艺参数对打标结果的影响规律。结果表明:在瞬态变化过程中,所需的激光能量密度与平均升温速率及打标深度呈线性关系;所需的激光移动速度与平均升温速率正相关,与打标的宽度、深度负相关。基于打标深度,提出了激光参数的选取方法,进行了不同织物基底的激光打标实验,并结合光表面作用理论,分析了相关误差,验证了本文提出的打标宽度随激光能量密度和移动速度变化规律的正确性。