RU2443525C1 - Method of laser engraving - Google Patents

Method of laser engraving Download PDF

Info

Publication number
RU2443525C1
RU2443525C1 RU2010129404/02A RU2010129404A RU2443525C1 RU 2443525 C1 RU2443525 C1 RU 2443525C1 RU 2010129404/02 A RU2010129404/02 A RU 2010129404/02A RU 2010129404 A RU2010129404 A RU 2010129404A RU 2443525 C1 RU2443525 C1 RU 2443525C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sign
coating
area
sites
laser radiation
Prior art date
Application number
RU2010129404/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010129404A (en
Inventor
Андрей Геннадьевич Полутов (RU)
Андрей Геннадьевич Полутов
Евгений Михайлович Кузьмичев (RU)
Евгений Михайлович Кузьмичев
Александр Алексеевич Поздеев (RU)
Александр Алексеевич Поздеев
Николай Алексеевич Волков (RU)
Николай Алексеевич Волков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" имени Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА")
Priority to RU2010129404/02A priority Critical patent/RU2443525C1/en
Publication of RU2010129404A publication Critical patent/RU2010129404A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2443525C1 publication Critical patent/RU2443525C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: process engineering.
SUBSTANCE: proposed method may be used for making inscriptions and symbols on various materials, for examples, on light guides, light boards operated at high levels of illumination. Prior to applying coat of background material, contrast coat is applied that features minimum light reflection factor. Processed surface is divided along two coordinates into elementary sites to displace laser beam over said sites. All area of said sites is divided into area of sign outline and sign body area. On evaporating coats by laser radiation, the number of elementary sites is reduced to zero to form multistage sign profile comprising, at least, one step produced in contrast coat. Body sign area is kept unchanged.
EFFECT: higher readability and accuracy of signs, preservation of initial colours of materials.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для изготовления надписей и знаков на различных материалах, например при изготовлении знаков и надписей на светопроводах и световых табло изделий, работающих при высоких уровнях освещенности рабочей зоны, обитаемых отсеков, салонов и кабин объектов специального назначения.The invention relates to laser technology and can be used for the manufacture of inscriptions and signs on various materials, for example, in the manufacture of signs and inscriptions on optical fibers and light boards of products operating at high levels of illumination of the working area, inhabited compartments, salons and cabins for special purposes.

Известен способ изготовления ярких знаков световым окислением (Патент Канады №2326290, B23K 26/18; B25H 7/04; B41M 5/26, опубл. 23.05.2001), при котором на металлическую (стеклянную, керамическую) подложку наносят смесь солей и оксидов, покрытую область подвергают лазерному воздействию, при котором происходит окисление материалов и формирование знаков. Недостатки аналога: химическая стойкость знаков и надписей определяется выбором смеси солей и оксидов. Невозможно изготовить знаки на светопроводах с применением пластмасс типа «органическое стекло», «поликарбонат» и т.п.A known method of manufacturing bright characters by light oxidation (Canadian Patent No. 2326290, B23K 26/18; B25H 7/04; B41M 5/26, publ. 05.23.2001), in which a mixture of salts and oxides is applied to a metal (glass, ceramic) substrate , the coated area is subjected to laser exposure, in which the oxidation of materials and the formation of signs. The disadvantages of the analogue: chemical resistance of signs and inscriptions is determined by the choice of a mixture of salts and oxides. It is impossible to make signs on optical fibers using plastics such as "organic glass", "polycarbonate", etc.

Известен способ лазерной обработки поверхности материалов (Патент РФ №2086376, B23K 26/02, опубл. 10.08.1997), при котором обрабатываемая поверхность разбивается на элементарные площадки и подвергается воздействию лазерного излучения. Недостатки аналога: формирование знаков за счет придания поверхности подложки различной степени почернения и шероховатости, что ограничивает применимость надписей, при этом читаемость знаков зависит от угла наблюдения и внешней освещенности.A known method of laser surface treatment of materials (RF Patent No. 2086376, B23K 26/02, publ. 08/10/1997), in which the processed surface is divided into elementary areas and is exposed to laser radiation. The disadvantages of the analogue: the formation of signs by giving the surface of the substrate a different degree of blackening and roughness, which limits the applicability of the inscriptions, while the readability of the signs depends on the viewing angle and ambient light.

Известен способ лазерного гравирования (Патент РФ №2080971, B23K 26/00, опубл. 10.06.1997), при котором осуществляют сканирование поверхности заготовок до получения заданного контура. Параметры гравировки выбираются из условия точности контура (100-200 мкм). Профиль элементов рисунка (знака) формируют путем повторения процедуры сканирования. При углублении в материал мощность лазерного излучения и скорость перемещения луча увеличивают. Назначение профиля гравировки - обеспечение жесткости конструкции, обеспечение контраста рисунка (знака) посредством гравировки с глубоким рельефом, обеспечение точности и технических требований к рисунку (знаку) на поверхности заготовки, при этом значения параметров поверхности на дне рисунка (знака) носят второстепенный характер. Недостатки: способ применим только для металлических материалов, при этом качество читаемости рисунка (знака) под острыми углами низкое.A known method of laser engraving (RF Patent No. 2080971, B23K 26/00, publ. 06/10/1997), in which they scan the surface of the workpieces to obtain a given contour. Engraving parameters are selected from the condition of the accuracy of the contour (100-200 microns). The profile of the picture (sign) elements is formed by repeating the scanning procedure. When deepening into the material, the power of the laser radiation and the speed of the beam increase. The purpose of the engraving profile is to ensure the rigidity of the structure, to ensure the contrast of the pattern (sign) by means of engraving with a deep relief, to ensure accuracy and technical requirements for the pattern (sign) on the surface of the workpiece, while the surface parameters at the bottom of the pattern (sign) are of a secondary nature. Disadvantages: the method is applicable only to metallic materials, while the quality of the readability of the picture (sign) at sharp angles is low.

Известен способ лазерной маркировки (Патент Японии №62203691, B21C 51/00, 1987-09-08;), который выбран в качестве прототипа, заключающийся в нанесении на металлическую подложку покрытия, отражающего лазерное излучение (далее по тексту - ЛИ), покрытия, поглощающего ЛИ и последующем избирательном испарении покрытий при помощи лазерного излучения. Недостатки прототипа: в качестве материалов подложки используются металлические материалы. Предлагаемое решение требует выполнения правил сочетаемости цветов, что сужает применение цветов материала фона (поглощающего ЛИ) и материала рабочего слоя (отражающего ЛИ) требованиями по соответствию цветовых контрастов. Профиль гравировки выполнен прямым, что не обеспечивает читаемость знаков под острыми углами. При наблюдении под острым углом знаки будут искажаться (т.е. происходит уменьшение толщины области тела знака в направлении наблюдения).A known method of laser marking (Japan Patent No. 62203691, B21C 51/00, 1987-09-08;), which is selected as a prototype, which consists in applying a coating reflecting laser radiation (hereinafter, LI) onto a metal substrate, coating, absorbing LI and subsequent selective evaporation of coatings using laser radiation. Disadvantages of the prototype: metal materials are used as substrate materials. The proposed solution requires compliance with the rules of color compatibility, which narrows the use of colors of the background material (absorbing LI) and the material of the working layer (reflecting LI) with the requirements for matching color contrasts. The engraving profile is straightforward, which does not ensure readability of characters at sharp angles. When observing at an acute angle, the signs will be distorted (i.e., the thickness of the region of the body of the sign decreases in the direction of observation).

Техническим результатом изобретения является повышение читаемости знаков, изготавливаемых методом лазерной гравировки за счет обеспечения ступенчатого профиля гравировки и управления мощностью лазерного излучения при обеспечении точности знаков и максимального сохранения исходной цветности материалов. Дополнительным техническим результатом является расширение цветовой гаммы материалов для создания дизайнерских решений по оформлению обитаемых отсеков, салонов и кабин объектов специального назначения, обеспечивающих высокую читаемость знаков.The technical result of the invention is to increase the readability of characters made by laser engraving by providing a stepped engraving profile and controlling the power of the laser radiation while ensuring the accuracy of the characters and the maximum preservation of the original color of the materials. An additional technical result is the expansion of the color gamut of materials to create design solutions for the design of inhabited compartments, salons and booths of special-purpose objects, ensuring high readability of signs.

Технический результат достигается тем, что на поверхность подложки наносят, по меньшей мере, одно покрытие из материала с высоким коэффициентом отражения света, затем наносят покрытие материала фона, обрабатываемую поверхность разбивают по двум координатам на элементарные площадки, перекрывающие друг друга и по полученным площадкам перемещают пучок импульсного лазерного излучения, скорость перемещения, степень перекрытия и скважность которого выбирают такими, чтобы за один проход удалить слой покрытия с формированием ступенчатого профиля, который формируют повторными проходами пучка лазерного излучения, управление процессом обработки осуществляют с помощью ЭВМ, перед нанесением покрытия из материала фона наносят контрастирующее покрытие, характеризующееся минимальным коэффициентом отражения света, всю область элементарных площадок разбивают на область контура знака и область тела знака, при испарении лазерным излучением покрытий количество точек области контура сокращают до нуля, формируя многоступенчатый профиль знака, а область тела знака оставляют неизменной, при этом профиль знака содержит, по меньшей мере, одну ступеньку, сформированную в контрастирующем покрытии. Причем энергию лазерного излучения при повторных проходах во всех элементарных площадках уменьшают до величины, близкой к порогу абляции нанесенного покрытия. Причем после завершения формирования знака всю обрабатываемую поверхность подложки покрывают защитным, светопрозрачным, матирующим материалом.The technical result is achieved by the fact that at least one coating of a material with a high light reflection coefficient is applied to the surface of the substrate, then the background material is coated, the surface to be treated is divided in two coordinates into elementary areas overlapping each other and the beam is moved along the resulting areas pulsed laser radiation, the speed of movement, the degree of overlap and the duty cycle of which is chosen such that in one pass remove the coating layer with the formation of a stepwise Ofil, which is formed by repeated passages of the laser beam, the processing process is controlled by a computer, before applying the coating from the background material, a contrast coating is applied, characterized by a minimum light reflection coefficient, the entire area of elementary areas is divided into the area of the sign outline and the area of the sign body, during evaporation by laser radiation of coatings, the number of points in the contour region is reduced to zero, forming a multi-stage profile of the sign, and the region of the body of the sign is left unchanged real, while the profile of the sign contains at least one step formed in a contrasting coating. Moreover, the laser radiation energy during repeated passes in all elementary areas is reduced to a value close to the ablation threshold of the applied coating. Moreover, after the completion of the sign formation, the entire surface of the substrate to be treated is covered with a protective, translucent, matting material.

Пример реализации предлагаемого способа иллюстрируют фиг.1, 2. 3.An example implementation of the proposed method is illustrated in figures 1, 2. 3.

На фиг.1 представлен процесс формирования знака.Figure 1 shows the process of forming a sign.

На фиг.2 - элемент знака в разрезе.Figure 2 - element sign in section.

На фиг.3 - увеличенный фрагмент знака, выполненный с оконтуриванием и расходящимся профилем гравировки.Figure 3 is an enlarged fragment of the sign, made with contouring and diverging engraving profile.

Образец (фиг.1) представляет собой подложку 1, на которую нанесено покрытие 2 из материала с высоким коэффициентом отражения света, например эмаль белого, желтого или оранжевого цветов. На покрытие 2 нанесено контрастирующее покрытие 3 из материала с низким коэффициентом отражения света, например эмаль черного или темно-синего цветов. На контрастирующее покрытие 3 нанесено покрытие 4 из материала фона с произвольным коэффициентом отражения света, например эмаль бежевого, серого или голубого цветов. Также на фиг.1 показан пучок 5 ЛИ, область 6 контура знака, область 7 тела знака, профиль гравировки 8, ступеньки 9 профиля.The sample (figure 1) is a substrate 1, on which is coated 2 of a material with a high light reflectance, for example, white, yellow or orange enamel. Coating 2 is coated with a contrast coating 3 made of a material with a low light reflectance, for example, black or dark blue enamel. The contrast coating 3 is coated 4 of a background material with an arbitrary light reflection coefficient, for example, beige, gray or blue enamel. Figure 1 also shows a beam 5 LI, region 6 of the outline of the sign, region 7 of the body of the sign, engraving profile 8, steps 9 of the profile.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. На обрабатываемую поверхность подложки 1 наносят покрытие 2. Принципиальным является то, что контрастирующее покрытие 3 из материала с минимальным коэффициентом отражения света наносят перед нанесением покрытия 4 из материала фона. Затем обрабатываемую поверхность покрытия 4 разбивают по двум координатам на элементарные площадки (не показано), которые перекрывают друг друга. На начальном этапе изготовления знака пучок 5 ЛИ подают на все полученные элементарные площадки области 6 контура и области 7 тела знака. Каждую элементарную площадку подвергают воздействию, по крайней мере, одного импульса пучка 5 ЛИ. Степень перекрытия элементарных площадок, скважность и скорость перемещения пучка 5 ЛИ выбирают такими, чтобы за один проход удалить слой покрытия с формированием ступенчатого 9 профиля элемента знака. Пучок 5 ЛИ полностью испаряет покрытие 4, частично испаряет покрытие 3, формируя оконтуривание знака, и совсем немного испаряет покрытие 2 для обеспечения очистки от продуктов испарения предыдущих покрытий.The proposed method is implemented as follows. Coating 2 is applied to the treated surface of the substrate 1. It is important that a contrast coating 3 of a material with a minimum light reflectance is applied before coating 4 of a background material. Then the treated surface of the coating 4 is divided in two coordinates into elementary areas (not shown) that overlap each other. At the initial stage of manufacturing the sign, the LI beam 5 is fed to all the obtained elementary sites of the contour region 6 and the sign body region 7. Each elementary site is exposed to at least one pulse of the 5 LI beam. The degree of overlap of the elementary sites, the duty cycle and the velocity of the beam 5 LI are chosen so that in one pass to remove the coating layer with the formation of a step 9 profile of the sign element. The LI bundle 5 completely evaporates the coating 4, partially evaporates the coating 3, forming the outline of the sign, and very little evaporates the coating 2 to ensure cleaning of the evaporation products of previous coatings.

Всю область элементарных площадок разбивают на область контура знака 6 и область тела 7 знака. При повторном проходе область 6 контура знака уменьшается и формируется ступенька профиля 9. Уменьшение области 6 контура знака определяется сокращением количества элементарных площадок, которые хранятся в памяти ЭВМ. При выполнении последнего прохода область контура знака 6 сокращается до нуля, а область тела 7 знака остается неизменной.The entire area of elementary areas is divided into the area of the contour of the sign 6 and the area of the body 7 of the sign. Upon repeated passage, the region 6 of the sign contour decreases and a step of profile 9 is formed. The decrease in the region 6 of the contour of the sign is determined by the reduction in the number of elementary areas that are stored in the computer memory. When performing the last pass, the area of the contour of the sign 6 is reduced to zero, and the area of the body 7 of the sign remains unchanged.

В связи с тем, что покрытие 4 фона из материала с произвольным коэффициентом отражения подлежит испарению, то используют уровни энергии пучка 5 ЛИ порядка 100-200 мДж.Due to the fact that the coating of 4 backgrounds from a material with an arbitrary reflection coefficient is subject to evaporation, energy levels of 5 LI beam of the order of 100-200 mJ are used.

Покрытие 4 обладает более высоким коэффициентом отражения по отношению к покрытию из контрастирующего материала 3, поэтому величина энергии испарения покрытия 4 избыточна для покрытия 3 и при последующих проходах ее понижают с целью уменьшения теплового воздействия на покрытие 2. В период цикла изготовления знака энергию пучка 5 ЛИ во всех точках уменьшают до величины, близкой к порогу абляции материала с высоким коэффициентом отражения света при последнем проходе. На практике применяются величины энергии, превышающие порог абляции на 5-10%, что зависит от материала покрытия.Coating 4 has a higher reflection coefficient with respect to a coating of contrasting material 3, therefore the evaporation energy of coating 4 is excessive for coating 3 and, in subsequent passes, it is reduced in order to reduce the thermal effect on coating 2. During the sign manufacturing cycle, the beam energy 5 at all points, they are reduced to a value close to the threshold for ablation of a material with a high light reflection coefficient in the last pass. In practice, energy values are used that exceed the ablation threshold by 5-10%, which depends on the coating material.

За один проход, по мере углубления, дно знака опускается на 5-20 мкм, с каждым последующим проходом область 6 контура знака сужается, становится тоньше, формируя при этом ступеньки профиля 9. В зависимости от характеристик режима (энергия излучения, скорость перемещения, степень перекрытия и скважность) ступеньки профиля 9 могут получиться крутыми - порядка 10-20 мкм или пологими - порядка 5-10 мкм.In one pass, as it deepens, the bottom of the sign drops by 5-20 μm, with each subsequent pass, the area 6 of the contour of the sign narrows and becomes thinner, thus forming steps of profile 9. Depending on the characteristics of the regime (radiation energy, speed, degree overlap and duty cycle) steps of profile 9 can turn out steep - about 10-20 microns or gentle - about 5-10 microns.

Программу обработки выбирают таким образом, чтобы к моменту выхода на требуемую глубину область контура знака 6 исчезла и читалась бы только область тела знака 7, которая выполнена в соответствии с заданным шрифтом или размером знака. Многопроходная обработка формирует профиль гравировки 8 многоступенчатым, при этом несколько ступенек 9 формируется в контрастирующем покрытии 3, что обеспечивает оконтуривание знака. Ширина линии оконтуривания знака определяется количеством и шириной ступенек 9 в контрастирующем покрытии 3.The processing program is chosen in such a way that by the time it reaches the required depth, the contour region of the sign 6 disappears and only the area of the body of the sign 7 is read, which is made in accordance with the specified font or size of the sign. Multipass processing forms an engraving profile 8 multi-stage, while several steps 9 are formed in a contrasting coating 3, which provides a contouring of the sign. The width of the outline line of the sign is determined by the number and width of steps 9 in the contrasting coating 3.

Количество и ширина ступенек 9 профиля формируют профиль гравировки и ширину оконтуривания 6 знака. При выполнении операции, обеспечивающей требуемую глубину знака и качество его поверхности, область 6 контура отсутствует.The number and width of the steps 9 of the profile form the engraving profile and the width of the contouring 6 signs. When performing an operation providing the required depth of the mark and the quality of its surface, the region 6 of the contour is absent.

После изготовления знака всю обрабатываемую поверхность подложки 1 покрывают защитным материалом (не показано), в качестве которого используют матирующий, светопрозрачный лак (например, УР-5311), который обеспечивает химическую стойкость знаков.After manufacturing the sign, the entire surface of the substrate 1 to be coated is covered with a protective material (not shown), which is used as a matting, translucent varnish (for example, UR-5311), which ensures the chemical resistance of the signs.

Для обеспечения читаемости знаков под острыми углами к поверхности заготовки необходимо обеспечить минимальную глубину гравировки (не более 40 мкм) или, если это невозможно, то сходящийся к заготовке профиль гравировки. Для увеличения контраста знаков выполняют оконтуривание знаков цветом, максимально контрастным к цвету знака, при этом существенным ограничением является общая толщина лакокрасочного покрытия - не более 160 мкм. Например: желтые знаки на сером фоне целесообразно оконтуривать черным или темно-синим материалом, которые отличаются максимальным контрастом по отношению к желтому цвету.To ensure readability of characters at sharp angles to the surface of the workpiece, it is necessary to provide a minimum engraving depth (not more than 40 microns) or, if this is not possible, an engraving profile converging to the workpiece. To increase the contrast of characters, the characters are contoured with a color that is in maximum contrast to the color of the character, with a significant limitation being the total thickness of the paint coating - not more than 160 microns. For example: it is advisable to outline yellow characters on a gray background with black or dark blue material, which differ in maximum contrast with respect to yellow.

Свет от внешнего источника 10 (фиг.2) падает с противоположной от наблюдателя 11 стороны на область знака. Сформированный ступенчатый профиль 8 гравировки обеспечивает отсутствие области тени 12 знака 13 и преград 14 для отраженных лучей по линии наблюдения 15, что исключает искажения наблюдаемого знака при остром угле наблюдения. Воспринимаемый оператором знак 13 содержит полезную информацию, как правило, на фоне белого цвета. При этом контраст знака максимально высок, так как, во-первых, оконтуривание имеет, как правило, черный цвет, что позволяет существенно повысить контраст воспринимаемого знака (фиг.3) даже при уровнях освещенности более 30000 лк; во-вторых, материал с минимальным коэффициентом отражения, являющийся, как правило, черным подслоем, обеспечивает уменьшение коэффициента отражения фона практически любого цвета; в-третьих, материал, обработанный лазерным излучением с энергией, близкой к порогу абляции, максимально сохраняет цвет и исходные свойства по отражению света. Ступенчатый профиль гравировки и высокая точность полученных знаков в совокупности с вышеописанными качествами обеспечивают максимально возможную их читаемость и исключает зависимость читаемости от углов наблюдения. Последнее обстоятельство позволяет использовать метод гравировки для оформления обитаемых отсеков, салонов и кабин объектов специального назначения в любом цветовом сочетании.Light from an external source 10 (FIG. 2) falls from the opposite side from the observer 11 to the sign region. The formed stepped profile 8 of the engraving ensures the absence of the shadow region 12 of the sign 13 and the barriers 14 for the reflected rays along the observation line 15, which eliminates distortion of the observed sign at an acute angle of observation. Perceived by the operator, the sign 13 contains useful information, usually against a white background. In this case, the contrast of the sign is as high as possible, since, firstly, the contouring is usually black, which can significantly increase the contrast of the perceived sign (Fig. 3) even at light levels of more than 30,000 lux; secondly, a material with a minimum reflection coefficient, which is usually a black sublayer, provides a decrease in the background reflectance of almost any color; thirdly, material processed by laser radiation with an energy close to the ablation threshold preserves the color and initial properties of light reflection to the maximum. The stepped engraving profile and the high accuracy of the obtained characters in combination with the above qualities ensure their maximum readability and exclude the dependence of readability on viewing angles. The latter circumstance allows us to use the engraving method to design inhabited compartments, salons and booths of special-purpose objects in any color combination.

Предложенный способ относится к программным методам управления ЛИ и может быть реализован на многих комплексах лазерной обработки, установках лазерной маркировки и гравировки, имеющих управление от ЭВМ, за счет управления количеством точек разбиения, мощности пучка ЛИ, скорости перемещения, скважности импульсов. В отдельных случаях при многопроходных низкоэнергетических режимах можно формировать квазигладкие профили гравировки любой формы.The proposed method relates to software methods for controlling laser radiation and can be implemented on many laser processing complexes, laser marking and engraving installations, controlled by computers, by controlling the number of split points, laser beam power, travel speed, and pulse duty cycle. In some cases, with multi-pass low-energy modes, it is possible to form quasi-smooth engraving profiles of any shape.

Способ применим для любых материалов подложки (например, органическое стекло, поликарбонат, армамид и т.п.) и лакокрасочных материалов (жидкие эмали, порошковые покрытия и т.п.). При этом лакокрасочные материалы могут использоваться любой цветовой гаммы. Способ является химически безопасным, обеспечивает минимальное воздействие на окружающую среду и человека.The method is applicable to any substrate materials (for example, organic glass, polycarbonate, armamide, etc.) and paints and varnishes (liquid enamels, powder coatings, etc.). In this case, paints and varnishes can be used in any color scheme. The method is chemically safe, provides minimal impact on the environment and humans.

При оформлении обитаемых отсеков, салонов и кабин объектов специального назначения при помощи предложенного способа возможно выполнять дизайнерские эффекты, определяемые шириной оконтуривания знаков, например, выполнить ширину оконтуривания справа больше, чем слева, или выполнить объединение поверхностей оконтуривания в промежуточную фоновую поверхность.When decorating inhabited compartments, salons and cabins of special-purpose objects using the proposed method, it is possible to carry out design effects determined by the width of the outline of the characters, for example, to make the width of the outline to the right more than to the left, or to merge the contouring surfaces into an intermediate background surface.

Способ может быть реализован на приборостроительном предприятии с использованием волоконного иттербиевого лазера или с использованием лазера ИАГ:Nd.The method can be implemented at the instrument-making enterprise using a ytterbium fiber laser or using a YAG: Nd laser.

Заявленный способ имеет отличия от наиболее близких аналогов соответственно, заявленные решения удовлетворяют условию патентоспособности изобретения «новизна».The claimed method has differences from the closest analogues, respectively, the claimed solutions satisfy the condition of patentability of the invention of "novelty."

Технические решения явным образом не следуют из уровня техники. Кроме того, в процессе патентного поиска не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного технического решения и, следовательно, оно удовлетворяет условию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень». Проведенные испытания подтверждают достижение заявленного результата. В связи с этим изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».Technical solutions do not explicitly follow from the prior art. In addition, in the process of patent search did not reveal technical solutions having features that match the distinctive features of the claimed technical solution and, therefore, it satisfies the condition of patentability of the invention "inventive step". The tests carried out confirm the achievement of the claimed result. In this regard, the invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Claims (3)

1. Способ лазерной гравировки, заключающийся в том, что на поверхность подложки наносят, по меньшей мере, одно покрытие из материала с высоким коэффициентом отражения света, затем наносят покрытие материала фона, обрабатываемую поверхность разбивают по двум координатам на элементарные площадки, перекрывающие друг друга, и по полученным площадкам перемещают пучок импульсного лазерного излучения, скорость перемещения, степень перекрытия и скважность которого выбирают такими, чтобы за один проход удалить слой покрытия с формированием ступенчатого профиля, который формируют повторными проходами пучка лазерного излучения, управление процессом обработки осуществляют с помощью ЭВМ, отличающийся тем, что перед нанесением покрытия из материала фона наносят контрастирующее покрытие, характеризующееся минимальным коэффициентом отражения света, всю область элементарных площадок разбивают на область контура знака и область тела знака, при испарении лазерным излучением покрытий количество элементарных площадок области контура сокращают до нуля, формируя многоступенчатый профиль знака, содержащий, по меньшей мере, одну ступеньку, сформированную в контрастирующем покрытии, а область тела знака оставляют неизменной.1. The method of laser engraving, which consists in the fact that at least one coating of a material with a high coefficient of reflection of light is applied to the surface of the substrate, then a coating of the background material is applied, the treated surface is divided in two coordinates into elementary areas overlapping each other, and a beam of pulsed laser radiation is moved over the obtained sites, the speed of movement, the degree of overlap and duty cycle of which is selected so that in one pass remove the coating layer with the formation of step profile, which is formed by repeated passages of the laser beam, the processing process is controlled by a computer, characterized in that before applying the coating of the background material, a contrast coating is applied, characterized by a minimum light reflection coefficient, the entire area of elementary areas is divided into the area of the sign outline and the area body of the sign, when the laser radiation evaporates coatings, the number of elementary areas of the contour region is reduced to zero, forming a multi-stage Ofil sign, containing at least one step formed in a contrasting coating, and the body area of the sign is left unchanged. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что энергию лазерного излучения при повторных проходах во всех элементарных площадках уменьшают до величины, близкой к порогу абляции нанесенного покрытия.2. The method according to claim 1, characterized in that the laser radiation energy during repeated passes in all elementary areas is reduced to a value close to the ablation threshold of the applied coating. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что после завершения формирования знака всю обрабатываемую поверхность подложки покрывают защитным, светопрозрачным, матирующим материалом. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after completion of the sign formation, the entire surface of the substrate to be treated is coated with a protective, translucent, matting material.
RU2010129404/02A 2010-07-15 2010-07-15 Method of laser engraving RU2443525C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010129404/02A RU2443525C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Method of laser engraving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010129404/02A RU2443525C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Method of laser engraving

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010129404A RU2010129404A (en) 2012-01-20
RU2443525C1 true RU2443525C1 (en) 2012-02-27

Family

ID=45785359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010129404/02A RU2443525C1 (en) 2010-07-15 2010-07-15 Method of laser engraving

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2443525C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652311C2 (en) * 2016-08-05 2018-04-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Центральный Научно-Исследовательский Институт Лазерного Оборудования И Технологий" Method for laser marking polymer containers
RU2658529C2 (en) * 2016-02-18 2018-06-21 Эркин Садыкович Артыков Method of manufacturing offset printed forms

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111832659B (en) * 2020-07-21 2023-07-04 武汉纺织大学 Laser marking system and method based on feature point extraction algorithm detection

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061341A (en) * 1990-01-25 1991-10-29 Eastman Kodak Company Laser-ablating a marking in a coating on plastic articles
RU2080971C1 (en) * 1994-06-01 1997-06-10 Никируй Эрнест Ярославович Process of laser engraving
RU2146200C1 (en) * 1997-12-26 2000-03-10 Институт автоматики и электрометрии СО РАН Laser labeling process
CA2326290A1 (en) * 1999-11-23 2001-05-23 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Laser marking compositions and methods for producing bright oxidation resistant marks
RU2283777C2 (en) * 2000-11-04 2006-09-20 Леонхард Курц Гмбх Унд Ко. Кг Multi-layered article
RU2007111390A (en) * 2002-06-05 2008-10-10 Кба-Жиори С.А. (Ch) METHOD FOR PRODUCING AN ENGRAVED PLATE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061341A (en) * 1990-01-25 1991-10-29 Eastman Kodak Company Laser-ablating a marking in a coating on plastic articles
RU2080971C1 (en) * 1994-06-01 1997-06-10 Никируй Эрнест Ярославович Process of laser engraving
RU2146200C1 (en) * 1997-12-26 2000-03-10 Институт автоматики и электрометрии СО РАН Laser labeling process
CA2326290A1 (en) * 1999-11-23 2001-05-23 Dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Ag Laser marking compositions and methods for producing bright oxidation resistant marks
RU2283777C2 (en) * 2000-11-04 2006-09-20 Леонхард Курц Гмбх Унд Ко. Кг Multi-layered article
RU2007111390A (en) * 2002-06-05 2008-10-10 Кба-Жиори С.А. (Ch) METHOD FOR PRODUCING AN ENGRAVED PLATE

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658529C2 (en) * 2016-02-18 2018-06-21 Эркин Садыкович Артыков Method of manufacturing offset printed forms
RU2652311C2 (en) * 2016-08-05 2018-04-25 Общество С Ограниченной Ответственностью "Центральный Научно-Исследовательский Институт Лазерного Оборудования И Технологий" Method for laser marking polymer containers

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010129404A (en) 2012-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Milles et al. Influence of roughness achieved by periodic structures on the wettability of aluminum using direct laser writing and direct laser interference patterning technology
KR101869435B1 (en) Method and apparatus for reliably laser marking articles
Pouli et al. Practical issues in laser cleaning of stone and painted artefacts: optimisation procedures and side effects
US9138826B2 (en) Method for laser marking a metal surface with a desired colour
Li et al. Analysis of oxide formation induced by UV laser coloration of stainless steel
US6613161B2 (en) Process for laser marking metal surfaces
CN103831534B (en) The method marked using desired color to metal surface laser
CN105848914B (en) With ideal color come the method for laser labelling anodizing metallic surfaces
KR101881621B1 (en) Method and apparatus for reliably laser marking articles
TW201215472A (en) Method and apparatus for reliably laser marking articles
RU2443525C1 (en) Method of laser engraving
TWI633642B (en) Laser systems and methods for internally marking thin layers, and articles produced thereby
US9205697B2 (en) Method for color marking metallic surfaces
Jwad et al. Erasing and rewriting of titanium oxide colour marks using laser-induced reduction/oxidation
Ma et al. Effect of nanosecond pulsed laser parameters on the color making of 304 stainless steel
O'Hana et al. Laser surface colouring of titanium for contemporary jewellery
JP2008207563A (en) Collar marking method by laser
Allahyari et al. Femtosecond laser surface irradiation of silicon in air: Pulse repetition rate influence on crater features and surface texture
JPH06212451A (en) Method for ornamenting metallic surface
JP7048513B2 (en) How to form a mark of the desired color on an article
Moreno et al. Femtosecond pulsed laser ablation for paint removal at oblique illumination: Effect of the incidence angle
Łęcka et al. Laser-induced color marking of titanium: a modeling study of the interference effect and the impact of protective coating
Zhao et al. Color visual art creation on metals via multifunctional laser paintbrush
Ackerl et al. Laser marking and coloration of Ti-6Al-4V with ultrashort pulses
Lazov et al. Factors influencing the color laser marking

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180716