[发明专利]一种超声辅助激光不锈钢着色的方法及装置

说明书

本发明涉及一种超声辅助激光不锈钢着色的方法及装置，在通过激光打标方法对不锈钢着色的同时对不锈钢施加超声振动。本发明在不锈钢上打标出来的颜色更加均匀、稳定，更适合超声波打标着色技术的推广应用。

技术领域

本发明属于激光打标技术领域，涉及不锈钢着色，尤其是一种超声辅助激光不锈钢着色方法及装置。

背景技术

不锈钢材料制品逐渐成为人们日常生活中不可缺少的金属材料，日常生活中的许多生活用具都是由不锈钢制作的，例如不锈钢碗筷、不锈钢水杯、不锈钢水池等等。随着人们生活水平的提高，人们对产品的追求不仅仅局限在其功用方面更在产品的外观特色、艺术气质等附加价值方面越来越多的提出了要求。对于不锈钢制品来说，不锈钢材料具有足够好的耐蚀性和机械性能来满足人们在对其功能上的需求，但不锈钢制品颜色单一，均为简单的银白色，不能满足人们的需求。于是，在不锈钢表面着色的技术便应运而生，常见的方法有涂漆、化学、电化学等。而激光打标技术诱导不锈钢表面着色是一种新型的技术。其基本原理是以激光作为热源，使被照射的金属表面在空气或者氧气的环境中生成一层氧化膜。而显色原理主要有氧化膜中某些成分自身的颜色以及表面半透明氧化膜的薄膜产生的干涉效应。激光打标技术着色相比传统金属着色方法的优势在于其无接触，无切削力，热影响区小，加工精度高，对加工对象的材质、形状、尺寸、加工环境的自由度大，特别适用于自动化加工，加工过程清洁环保无污染等。

激光打标着色技术虽然相比传统的金属着色技术有很多优势，但也有很多现有技术手段无法克服的缺点，而这也是制约其广泛推广和应用的主要原因。其缺点主要有膜层的均匀性差，着色时膜层色彩会出现斑驳、不均匀现象，重复性不够理想等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种超声辅助激光不锈钢着色方法，在传统激光打标的技术上加上超声波振动。添加超声波振动后打标出来的颜色更加均匀、稳定，更适合超声波打标着色技术的推广应用。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种超声辅助激光不锈钢着色的方法，在通过激光打标方法对不锈钢着色的同时对不锈钢施加超声振动。

而且，将待加工不锈钢板放置在超声振动台上。

而且，控制激光扫描方向与超声振动方向成0～90°角。

而且，控制激光扫描方向与超声振动方向成60～90°角。

而且，控制超声波的工作频率在19kHz-20kHz之间。

而且，控制激光打标参数为：激光离焦距离为215-221mm，打标间距为0.005-0.05mm，激光扫描速度为100-1100mm/s。

而且，在激光打标之前对待加工不锈钢表面进行清洗处理。

一种超声辅助激光不锈钢着色的装置，包括激光打标装置及超声发生装置，所述的激光打标装置包括依次连接的激光器控制器、激光器、扫描振镜系统，所述的超声发生装置包括依次连接的超声波振动台、超声波控制器，在超声波振动台上通过夹具固定待加工不锈钢板，在待加工不锈钢板的上方间隔一定距离安装扫描振镜系统。

而且，所述的夹具包括至上而下依次连接的上转盘、Y向移动盘、X向移动盘，在超声振动台的顶面沿X方向制有X向滑道，在X向移动盘的底面制有X向移动滑块，在X向移动盘的顶面沿Y方向制有Y向滑道，在Y向移动盘的底面制有Y向移动滑块，Y向移动盘与上转盘通过轴连接，在上转盘上制有指示线，在Y向移动盘顶面制有刻度，所述待加工不锈钢板粘贴在上转盘的顶面，位置固定后，通过在各个方向设置的定位卡扣锁紧位置。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明在激光扫描的过程中同时有超声振动，使得高斯光源的波峰部分向边缘扩展、拉伸，这就使得生产的氧化膜随之更加均匀化，产生的色块上颜色分布均匀，很少有跳色和杂色的出现。