專利名稱：基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于低功率激光，在陶瓷類或上有陶瓷釉等硅酸鹽類物質(zhì)上進行打標和雕刻的裝置，屬于激光加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的在陶瓷表面加工圖案方法，是指在泥坯完成后在表面涂上或畫上有顏色的陶瓷釉等涂料，然后再燒制方可完成。其缺點在于在燒制過程中泥坯的開裂或釉質(zhì)的脫落都會導致圖案的損壞。并且在燒制完成后圖案不能修改。激光標刻技術(shù)在圖案質(zhì)量和圖案自由度方面是對傳統(tǒng)技術(shù)的一次重大改進。
現(xiàn)有的基于激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置通常采用功率在50W以上的二氧化碳激光器，配合掃描振鏡或數(shù)控加工頭，直接將激光引導照射在陶瓷表面進行標刻，且標刻的線條形式單一，美觀程度一般。
現(xiàn)有的基于激光的陶瓷標刻技術(shù)要求激光器能輸出很大功率(一般在20W以上)，裝置龐大復雜造價昂貴，并且需要龐大的冷卻設(shè)備，隨之而來的是設(shè)備造價以及能耗的增加，同時由于陶瓷對激光的反射及散射，大功率激光具有較高的危險性，大功率激光器在陶瓷材料上進行標刻從耗能和成本上考慮都是不適合的。

實用新型內(nèi)容
本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中低功率(<20W)激光無法在陶瓷表面進行標刻的問題，提供了一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置。實現(xiàn)了用低功率激光在陶瓷表面標刻比較復雜的圖形，降低了陶瓷標刻的成本和能耗，實現(xiàn)了在陶瓷燒制完成之后再進行外觀的改變的過程，并且相對傳統(tǒng)燒制方法大大提高了制造的靈活度和速度。
為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取了如下技術(shù)方案 一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置包括控制輸出信號頻率的計算機、激光器，計算機與激光器通過數(shù)據(jù)線連接，激光器上設(shè)置有一個伸出的激光控制系統(tǒng)，位于激光控制系統(tǒng)正下方的，是用于放置基底材料和覆蓋材料的加工平臺。
所述的激光器，可以是光纖激光器、Nd:YAG固體激光器或二氧化碳激光器，所使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
所述的激光控制系統(tǒng)，依具體的圖形和材料的不同，可以是掃描振鏡或數(shù)控激光加工頭。
本實用新型的工作原理是激光器發(fā)出激光，激光束照射到掃描振鏡或
直接由數(shù)控激光加工頭輸出，掃描振鏡或加數(shù)控激光工頭由計算機控制，使得激光可以在加工平臺上的基底材料表面按所需圖形走過一定路徑。
激光束照射在基底材料表面的覆蓋層上，由于激光攜帶的大量能量使得在覆蓋材料與基底材料之間產(chǎn)生大量的熱，由此發(fā)生伴隨光化學反應(yīng)的熱化學反應(yīng)，并伴有炸裂的啪啪聲或劇烈燃燒的嗞嗞聲，并有煙霧產(chǎn)生。
用此方法生成的標刻痕跡經(jīng)過水、酒精、砂紙、超聲波清洗等方法均不會被去除或破壞。
使用該裝置可以使用很低功率的激光，并且可以保持相對較高的加工速度，產(chǎn)生的標刻痕跡邊緣清晰，線條銳利，可以應(yīng)用在陶瓷成品的后期利用，如個性化裝潢等方面。并且可以提高生產(chǎn)效率，降低勞動強度。


附圖為本實用新型的基本構(gòu)造系統(tǒng)示意圖
l-計算機，2-激光器，3-激光控制系統(tǒng)，4-加工平臺，5-基底材料，6-覆蓋材料。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型的一種低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置的基本構(gòu)造主要包括控制輸出信號頻率的計算機l、 二氧化碳激光器2，計算
機1與二氧化碳激光器2通過數(shù)據(jù)線連接，二氧化碳激光器2上設(shè)置有一個伸出的激光控制系統(tǒng)3，本處選用的是數(shù)控激光加工頭，位于數(shù)控激光加工頭正下方的，是用于放置基底材料5和覆蓋材料6的加工平臺4。
在計算機1中導入要標刻的圖形或文字，應(yīng)用圖形生成軟件，使之轉(zhuǎn)換成為數(shù)控激光加工頭匹配的控制軟件能夠識別的文件格式。將基底材料放置在加工平臺4上，保持基底材料5上表面與激光束焦點所在水平面處于同一平面，將覆蓋材料6覆蓋于基底材料表面。調(diào)整激光功率和掃描速度，激光功率范圍在5W至50W之間，掃描速度范圍為5-60mm/s，優(yōu)選25-35mm/s，打開二氧化碳激光器2，激光控制系統(tǒng)將根據(jù)計算機1輸出的圖形信號進行標刻。掃描完成后移去覆蓋材料6;用酒精或水擦拭基底材料5表面，留下清晰銳利的掃描路徑組成的線條和圖案。
有必要在此指出的是本實施例只用于對本實用新型進行進一步說明，不能理解為對本實用新型保護范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本實用新型的內(nèi)容對本實用新型作出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整。
所述的激光器2，還可以選用光纖激光器或Nd:YAG固體激光器，使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
所述的激光控制系統(tǒng)3，還可以是掃描振鏡。
權(quán)利要求1、一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置，包括控制輸出信號頻率的計算機(1)和激光器(2)，其特征在于，計算機(1)與激光器(2)通過數(shù)據(jù)線連接，激光器(2)上設(shè)置有一個伸出的激光控制系統(tǒng)(3)，位于激光控制系統(tǒng)(3)正下方的，是用于放置基底材料(5)和覆蓋材料(6)的加工平臺(4)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝 置，其特征在于，所述的激光器(2)，可以是光纖激光器、Nd:YAG固體激光 器或二氧化碳激光器中的一種，所使用的激光為連續(xù)激光或脈沖激光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝 置，其特征在于，所述的激光控制系統(tǒng)(3)，依具體的圖形和材料的不同， 可以是掃描振鏡，也可以是激光數(shù)控加工頭。
專利摘要本實用新型公開了一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻的裝置，屬于激光加工領(lǐng)域。一種基于低功率激光的陶瓷表面打標和雕刻裝置，包括控制輸出信號頻率的計算機(1)和激光器(2)，其特征在于，計算機(1)與激光器(2)通過數(shù)據(jù)線連接，激光器(2)上設(shè)置有一個伸出的激光控制系統(tǒng)(3)，位于激光控制系統(tǒng)(3)正下方的，是用于放置基底材料(5)和覆蓋材料(6)的加工平臺(4)。由于本實用新型采用低功率激光作為光源，設(shè)備簡單成本低廉，能耗低，放熱量少，在加工過程中不需要龐大的冷卻裝置，并且由于可以采用掃描振鏡控制的方法，標刻速度快，圖案清晰美觀。
文檔編號B28D1/00GK201261223SQ20082011019
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者呂鵬飛, 威 楊, 陳繼民 申請人:北京工業(yè)大學