CN107718920A - 一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光加工领域，具体涉及一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法。在陶瓷类或玻璃类材料上打标出高对比度的图像；以激光将陶瓷或玻璃类材料打出白色颗粒状结构，该结构将对入射光造成强烈散射而在视觉上产生高对比度；白色颗粒结构还可涂上不同颜色，颜料吸附在颗粒结构中，不容易掉色。由于颗粒结构不再具有玻璃或陶瓷的硬度，非常不耐刮，一旦有坚硬物体接触颗粒结构便容易被刮落。本发明的方法避免了颗粒结构被刮落；将打标图样解离成仅数十微米大小的几何形状，微观结构不再是一整片的打标区域，而是成千上百的微打标；解决了图样容易损伤的方法；具有极大的市场前景和经济价值。

Description

一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法

技术领域

本发明属于激光加工领域，具体涉及一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法。

背景技术

一般激光在玻璃及陶瓷材料打标分为三种：减材打标、材料结构化、增材打标。激光减材打标即为激光雕刻，将表面打标的地方去除材料。此方法通常无法产生高对比度，视觉效果较差。以激光将材料表面结构化通常可以增强对光的吸收而呈现暗色系，通常可以在浅色系的材料上呈现不错的对比度，但在暗色系的材料上的视觉效果却很差。常见的玻璃打标则是将材料打出裂痕，使打标的部分对光散射而造成对比。此方法亦为材料结构化的一种，此方法在玻璃上的对比度尚可，但是裂痕对玻璃强度的影响甚巨，大幅增加玻璃破坏的可能性。增材打标通常是在材料表面先涂上一层涂层，再以激光打标，激光将涂层熔接在表面上，形成永久的打标，此方法的缺点在于打标颜色的选择较少，且涂层成本较高。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术打标后的视觉效果差、颜色选择少、涂层成本较高的技术瓶颈，从而提一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种用于陶瓷和玻璃材料的激光打标方法，所述方法为：用聚焦激光在待处理材料表面扫描，然后将待处理材料的待打标部分的表面打标成白色粉末状，所述粉末状沾附在所述待处理材料表面。

优选的，所述聚焦激光为固态激光、气态激光、或液态激光中的一种。

优选的，所述聚焦激光为不同脉冲长度之激光，为纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光中的一种。

优选的，所述聚焦激光为不同波长的激光，为红外线激光、可见光激光、紫外线激光中的一种。

优选的，所述待处理材料为陶瓷、玻璃、蓝宝石中的一种。

优选的，所述聚焦激光在待处理材料表面扫描是通过移动激光束来达成或由固定激光束、移动被加工材料来达成。

优选的，所述激光须被加工材料吸收，吸收方式为线性吸收或非线性吸收。

更为优选的，所述方法打标出的形状为矩形、圆形、三角形、多边形中的一种。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1)以聚焦的脉冲激光束照射被加工材料，以激光束对被加工材料进行高重叠率的扫描，其中激光的扫描可以通过振镜移动激光束来达成或由固定激光束、移动被加工材料来达成。透过优选的辐射暴光量以及重叠率，激光束扫描所产生的热会足以将材料熔融并且结构化，而不足以将之蒸发，被结构化的材料因此留下并沾附在被加工材料的表面。可在不同重复频率下加工或使用子脉冲模式加工，不同的重复频率或子脉冲模式下的辐射暴光量以及重叠率需要优化以达到优选的结构化效果。被加工的材料可以为透明的或不透明的陶瓷、玻璃、石英及蓝宝石。

2)白色粉末结构化的材料对入射光造成强烈散射，因此不论从各种角度观察此种打标都呈现高明度。此种打标在透明的材料或暗色系的材料上都显示非常高的对比度。在白色或淡色系的材料上，可将打标染色以产生强对比度。染料会强力吸附在粉末状的打标结构，不易脱落。

3)本发明提出了避免打标被刮伤的方法：将整片的打标如马赛克般，由大量尺度在数十微米的次打标组成，次打标之间不互相连接，彼此形成孤岛。次打标可为各种形状，包括但不限于矩形、圆形、三角形、多边形等。次打标之间的间隙为数微米至数十微米。由于次打标的大小比大部分物体还要小，一般物体无法接束到粉末，也就无法刮落分末结构状的打标。由于次打标非常密集，视觉上不影响整体效果。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是实施例1所述方法中部分流程示意图；

图2是实施例1所述方法中部分流程示意图；

图3是实施例2所述方法中部分流程示意图；

图4是实施例2所述方法中部分流程示意图；

图5是实施例2所述方法中部分流程示意图；

图6是实施例2所述方法中部分流程示意图。

图中附图标记表示为：1-激光；2-扫描样品；3-白色粉末状结构；4-散射；5-打标；6-物体。

具体实施方式

实施例1本实施例公开了一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法：高明度白色或有色打标的例子：

如图1所示，将激光1聚焦在样品2表面，并以高重叠率扫描样品2，可为玻璃类、陶瓷类、蓝宝石等材料，其产生的热将样品熔融成白色粉末状结构3并沾附在表面上如图2所示。

如图2所示，照射到白色粉状结构后被强烈散射4，呈现高明度。若需要不同颜色，可依需求以不同颜色的染料将粉末打标染色。如图3，将染料4附着在粉末上，染料会因表面张力而紧紧吸附在粉末打标上。将多余的染料擦拭后即为高彩度的有色打标，如图4所示。

实施例2本实施例公开了一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法：

结构化后的粉末状打标由于失去材料原本的强度，容易被硬物刮落。若打标与硬物摩擦，即使打标未完全被刮除，硬物也会在打标上留下刮痕，使打标变得不美观。

图5和图6中体现的是避免打标刮伤的方法，即将打标由大量的点状、矩形、或多角形等其他图形的次打标组成打标5的图样。每个次打标的大小仅数十微米，次打标间被未加工的样本2所隔开。一般的物体6较次打标大，因此无法碰触到粉末结构的打标，打标也因此不会被刮伤。由于次打标尺寸小，视觉上不影响打标的整体效果。上述两种范例为不同应用，可合并应用。另外可以打标后再表面涂覆保护涂层，在不破坏打标结构的情况下对表面进行保护。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种抗刮高对比度的玻璃及陶瓷的激光打标方法，其特征在于，所述方法为：用聚焦激光在待处理材料表面扫描，然后将待处理材料的待打标部分的表面打标成白色粉末状，所述粉末状沾附在所述待处理材料表面。

2.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述聚焦激光为固态激光、气态激光、或液态激光中的一种。

3.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述聚焦激光为不同脉冲长度的激光，为纳秒激光、皮秒激光、飞秒激光中的一种。

4.如权利要求1所述的激光打标方法，其特征在于，所述聚焦激光为不同波长的激光，为红外线激光、可见光激光、紫外线激光中的一种。

5.如权利要求1-4任一项所述的激光打标方法，其特征在于，所述待处理材料为陶瓷、玻璃、蓝宝石中的一种。

6.如权利要求5所述的激光打标方法，其特征在于，所述聚焦激光在待处理材料表面扫描是通过移动激光束来实现；或由固定激光束，移动被加工材料来实现。

7.如权利要求6所述的激光打标方法，其特征在于，所述激光须被加工材料吸收，吸收方式为线性吸收或非线性吸收。

8.如权利要求7所述的激光打标方法，其特征在于，所述方法打标出的形状为矩形、圆形、三角形、多边形中的一种。