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。

阳极氧化铝表面激光处理工艺与机理

为了解决铝材表面激光处理无法形成高色差、高对比度的黑色图形问题,以阳极氧化5052铝合金为研究对象,选用脉冲宽度为4ns的光纤激光器,设定扫描速度为130mm/s,频率为300kHz,扫描间距为0.005mm,设定功率为27%P0~33%P0(P0为激光器的额定功率),以得到高色差、高对比度的黑色图形,研究激光功率对图形对比度及微观形貌的影响,分析阳极氧化铝表面激光处理形成图形的机理。结果表明:当激光功率超过1.64 W时,激光能量达到铝材熔化阈值,材料表面开始形成图形,随着功率的增大,对比度逐渐上升;当激光功率增大到2.13~2.76W时,铝材表面熔化与蒸发形成细裂纹的微观形貌,宏观显示为黑色,对比度达到最大;激光功率增大至3.32W后,铝材表面完全熔化,细裂纹形貌消失,宏观显示为灰白色,对比度下降。该技术有助于激光与铝材作用机理的进一步研究,对推动物联网技术的发展具有重要意义。

铝合金表面激光标记高灰度二维码工艺

为在包装铝材表面得到高灰度二维码,本团队使用纳秒脉激光对铝合金表面进行标记试验,探究了激光标记工艺对灰度的影响以及灰度变化的原因。采用CCD工业相机、紫外-可见光分光光度计、扫描电子显微镜和能谱分析仪对两种激光标记工艺(直接低速标记以及先高速再低速标记)标记前后的样本表面进行了灰度和光谱反射率测定以及微观形貌观察与分析。结果发现:各样本的灰度与光谱反射率变化存在一致的对应关系;采用第二种激光标记工艺得到的样本表面的灰度值达到了92%,反射率降为10%~17%;产生灰度变化的原因是激光诱导铝合金表面形成了富有微米级沟孔并吸附有很多纳米球状颗粒及絮状物的抗反射结构。