[发明专利]利用飞秒激光在镜面金属材料表面进行炫彩标记的方法

说明书

本发明涉及激光打标技术领域，尤其涉及一种利用飞秒激光在镜面金属材料表面进行炫彩标记的方法，包括如下步骤：在激光加工软件系统中输入产品外形尺寸信息，读取预先设计好的激光加工图档；利用CCD视觉定位系统对产品表面加工区域进行轮廓抓取定位，同时自动调整焦点高度，保证产品表面处于激光焦点位置；控制飞秒激光器和光束整形器件对产品表面加工区域进行炫彩打标，可以根据每块子区域炫彩效果要求的不同，设计不同的加工图档，在同一产品表面标记出不同效果的炫彩图案，采用该方法在镜面金属表面进行炫彩标记，改变金属表面的光学特性，在不同观察角度呈现不同颜色，颜色炫丽多变且鲜亮、均匀性好，可以在提升产品外观且提高产品附加值。

技术领域

本发明涉及激光打标技术领域，尤其涉及一种利用飞秒激光在镜面金属材料表面进行炫彩标记的方法。

背景技术

在金属材料表面彩色加工领域传统的方法主要有两种，一种是在金属材料表面涂覆不同颜色的涂料，另外一种是通过电化学着色的方法，这两种方法都会带来严重的环境污染，特别是在贵重金属表面着色领域这两种方法又会造成贵金属纯度的变化，所以传统的这两种方法在高端金属材料表面色彩加工领域被逐步淘汰。

目前出现了采用激光对镜面金属材料表面进行彩色标记的技术手段，通常采用皮秒或纳秒激光来进行彩色标记，而皮秒或纳秒量级脉宽的激光作用到金属材料表面时，会在材料表面产业一层氧化膜，这层氧化膜会使光线产生干涉效应，最后产生颜色，但是氧化膜的厚度无法稳定控制，最后导致干涉产生的颜色不一，对最终炫彩效果造成影响。

发明内容

本发明针对现有的金属材料表面彩色加工方法存在的上述不足，提供了一种利用飞秒激光在镜面金属材料表面进行炫彩标记的方法，该方法解决了现有技术中对金属材料表面彩色加工时采用在金属材料表面涂覆不同颜色的涂料的方法或采用通过电化学着色的方法，会带来严重的环境污染，特别是在贵重金属表面着色领域这两种方法又会造成贵金属纯度的变化的技术难题，同时也解决了使用皮秒或纳秒量级脉宽的激光作用到金属材料表面时，会在材料表面产业一层氧化膜，氧化膜的厚度无法稳定控制，最后导致干涉产生的颜色不一，对最终炫彩效果造成影响的技术难题。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种利用飞秒激光在镜面金属材料表面进行炫彩标记的方法，包括如下步骤：

S10、在激光加工软件系统中输入产品外形尺寸信息，读取预先设计好的激光加工图档；

S11、利用CCD视觉定位系统对产品表面加工区域进行轮廓抓取定位，同时自动调整焦点高度，保证产品表面处于激光焦点位置；

S12、控制飞秒激光器和光束整形器件对产品表面加工区域进行炫彩打标。

进一步地，所述飞秒激光器发出的激光束经过扩束镜和光束整形器件后再进入振镜，再经场镜聚焦后作用在产品表面加工区域。

进一步地，所述飞秒激光器采用1030nm波长的飞秒光纤激光器或355nm波长的紫外飞秒激光器。

进一步地，所述飞秒激光器发出的激光束通过扩束镜扩束到10mm，

进一步地，所述振镜重复定位精度小于10urad，所述振镜打标速度为1000-2500mm/s。

进一步地，所述激光加工图档根据不同标记区域炫彩效果要求的不同，分别设计不同的激光加工参数。

进一步地，所述激光加工软件系统可以根据不同标记区域激光加工参数，控制光束整形器件实时调整激光光斑状态。

进一步地，所述飞秒激光器的脉冲宽度为400-800fs，泵浦电流为45-75％，输出功率为1-5w。

进一步地，所述飞秒激光器的脉冲重复频率为50-1000kHz。