在使用重疊且隨后幾乎不重疊的激光脈沖的情況下為構(gòu)件加標(biāo)記的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于借助激光器的脈沖激光射束的多個脈沖(4)為構(gòu)件(2)加標(biāo)記的方法。在制作標(biāo)記(12)時，首先形成熔融殘留部。緊接著，進(jìn)行熔融殘留部的去除，其中，脈沖激光射束以第二速度移動經(jīng)過熔融殘留部。時間上相繼跟隨的脈沖(4)不重疊或幾乎不重疊。
【專利說明】在使用重疊且隨后幾乎不重疊的激光脈沖的情況下為構(gòu)件 加標(biāo)記的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于為構(gòu)件加標(biāo)記的方法。在為構(gòu)件加標(biāo)記時，利用脈沖激光的 多個脈沖將相應(yīng)的標(biāo)記引入構(gòu)件的表面上。在此，標(biāo)記可以是記號或代碼（數(shù)字代碼或條 形碼）。

【背景技術(shù)】
[0002] 德國的公開文獻(xiàn)DE 10 2009 048 293 Al公開了一種配設(shè)有作為安全特征的激光 記號的工件。激光記號能以裸眼辨認(rèn)出并且在激光記號下面設(shè)置有僅能以機器讀出的安全 標(biāo)識。通過激光射束的熱侵區(qū)（W^irmeeindringzone)的不同深度來達(dá)到并進(jìn)而書寫構(gòu) 件中不同的深度。
[0003] 德國的公開文獻(xiàn)DE 10 2009 048 291 Al公開了一種用于為工件加永久標(biāo)記的方 法。為此，首先利用激光射束處理工件表面，該激光射束在工件中導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化。以如下程 度去除暴露在激光射束下的表面，即，直到它在光學(xué)上至少以裸眼來看不能與表面的周圍 區(qū)域有區(qū)別。在工件的區(qū)域中保留了承載標(biāo)記的結(jié)構(gòu)變化部。
[0004] 為了將激光記號（標(biāo)記、標(biāo)識、安全特征）引入工件的表面中，通常使用短脈沖激 光。工件可以是具有至少一個金屬表面的工件。為了引入標(biāo)記所需的短脈沖非常昂貴，但 是具有使用于標(biāo)記的材料完全且無殘留地汽化的優(yōu)點。商用常見的激光和價格低廉的激光 具有較長的脈沖，并且具有在加記號時無法使要去除的材料完全汽化的缺點。也就是說，殘 留部會留在標(biāo)記或標(biāo)識的側(cè)邊上，該殘留部會干擾工件進(jìn)一步的使用。
[0005] 由DE 40 12 279 Al公知了一種用于借助脈沖激光射束的多個脈沖為構(gòu)件加標(biāo)記 的方法。在此，激光射束指向工件的表面，在該工件上熔融殘留部構(gòu)造在標(biāo)記的側(cè)邊緣上。 為了防止熔融殘留部而提出為工件配設(shè)陽極氧化層（Eloxalschicht)。
[0006] 由EP 133 976 Bl公知了通過以鋅層對工件進(jìn)行涂層來防止出現(xiàn)在標(biāo)記邊緣周圍 的熔融殘留部。
[0007] 此外，由DE 102 28 743 Al還公知了借助脈沖激光射束對工件的表面進(jìn)行平滑和 拋光。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的任務(wù)在于，說明如下方法，利用該方法可以借助商用常見的激光器執(zhí)行 對工件加標(biāo)記，并且在此同時在制作標(biāo)記之后不存在熔融殘留部。
[0009] 上述任務(wù)通過包括權(quán)利要求1的特征的方法來解決。
[0010] 用于為構(gòu)件加標(biāo)記的方法使用激光器的脈沖激光射束的多個脈沖，該激光射束指 向構(gòu)件的表面。首先，在制作標(biāo)記時，在標(biāo)記的側(cè)邊緣上構(gòu)造出熔融殘留部。為了制造標(biāo)記， 脈沖激光射束相對構(gòu)件以第一速度移動，從而激光射束的各個脈沖重疊。緊接著，進(jìn)行熔融 殘留部的去除，其中，脈沖激光射束以第二速度移動經(jīng)過熔融殘留部。在此，時間上相繼跟 隨的脈沖不重疊或幾乎不重疊。
[0011] 最后，可以在去除之后執(zhí)行標(biāo)記的邊緣區(qū)域的緊接著的融化（Anschmelzen)。為 此，使激光射束散焦并且以第三速度引導(dǎo)經(jīng)過標(biāo)記。在此，激光射束同時作用到標(biāo)記的側(cè)邊 緣上。通過散焦實現(xiàn)了降低每個單位面積的激光射束的功率。時間上相繼跟隨的脈沖在這 里也重疊。
[0012] 在脈沖頻率為200000Hz的情況下，第三速度為400mm/sec。在脈沖頻率為50000Hz 的情況下，第三速度為2500mm/sec。
[0013] 熔融殘留部在制作標(biāo)記時由構(gòu)件的沒有完全汽化的材料形成。
[0014] 配設(shè)有標(biāo)記的構(gòu)件可以是滾動軸承。在此，以如下方式去除滾動軸承的標(biāo)記的熔 融殘留部，即，使得滾動軸承的表面還可以用作密封面。
[0015] 標(biāo)記以多個標(biāo)記步驟或方法步驟的工序?qū)嵤┑綐?gòu)件中。首先，使用燒蝕參數(shù) (Ablationsparameter)，利用這些參數(shù)使材料汽化。在此，在標(biāo)記的邊緣上產(chǎn)生烙融殘留 部。在標(biāo)記結(jié)束時，利用激光器執(zhí)行所謂的清潔工序。在此，再次清除掉產(chǎn)生的熔融殘留部， 其中，在激光脈沖很少重疊直至無重疊并緊接著將表面融化時執(zhí)行特別的清潔參數(shù)（用激 光以高給進(jìn)速度加工記號的外部輪廓）。在將表面融化時使激光射束散焦。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的方法特別應(yīng)用于為軸承加標(biāo)記或記號，其中，要求記號或安全碼的 長的耐久性。通過清除掉熔融殘留部，其中，最終在記號或標(biāo)記所安設(shè)的表面上存在很少直 至沒有熔融殘留部，這些表面在必要時還可以用作密封面。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 下面參考附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地說明，其中：
[0018] 圖1示出激光器的一種示意性布置方案，該激光器用于為構(gòu)件加記號；
[0019] 圖2示出構(gòu)件的表面的俯視圖，借助交叉的或重疊的激光脈沖將標(biāo)記引入該構(gòu)件 中；
[0020] 圖3示出沿著圖2中示出的線A-A的示意性截面圖，其中，在標(biāo)記的側(cè)邊緣上存在 熔融殘留部；
[0021] 圖4示出構(gòu)件的表面的俯視圖，其中，借助不重疊的激光脈沖對邊緣進(jìn)行加工，從 而可以去除熔融殘留部；
[0022] 圖5示出沿著圖4中示出的線B-B的示意性截面圖，其闡明了去除熔融殘留部的 結(jié)果；以及
[0023] 圖6示出構(gòu)件的表面的俯視圖，其中，借助散焦且脈沖的激光將標(biāo)記的邊緣融化。
[0024] 對于本發(fā)明的相同的或作用相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記。示出的實施例僅是 如何可以在將標(biāo)記引入構(gòu)件中時清除熔融殘留部的一種可行方案。

【具體實施方式】
[0025] 圖1示出一種布置方案的示意性視圖，利用該布置方案可以將標(biāo)記、記號或安全 標(biāo)識引入構(gòu)件2的表面3中。該布置方案由發(fā)射激光射束6的激光器8組成。激光射束6 由時間上的激光脈沖序列組成。借助掃描裝置7,激光射束可以以特定的速度運動經(jīng)過構(gòu)件 2的表面3,以便因此將任意形式的標(biāo)記或標(biāo)識引入構(gòu)件2的表面3中。因此，借助掃描裝 置7可以使激光射束沿X坐標(biāo)方向和Y坐標(biāo)方向運動。
[0026] 圖2示出構(gòu)件2的表面3的截段的俯視圖。在此，利用多個激光脈沖4將標(biāo)記12 引入構(gòu)件2的表面3中。因此，標(biāo)記12包括第一邊緣14和第二邊緣16。借助在圖1中示 出的掃描單元7使激光脈沖以特定的速度，如圖2中所示那樣，沿X坐標(biāo)方向運動并且因此 形成標(biāo)記12的期望的形式。
[0027] 圖3示出沿著圖2中示出的線A-A的截面圖。快速殘留部10分別構(gòu)造在第一邊 緣14和第二邊緣16上，該快速殘留部基于構(gòu)件的未完全汽化的材料形成。熔融殘留部10 構(gòu)造在構(gòu)件2的表面3上。因此，熔融殘留部10需要第一邊緣14周圍的一定的邊緣區(qū)域 14B或第二邊緣16周圍的一定的邊緣區(qū)域16B。
[0028] 圖4示出構(gòu)件2的表面3的示意性俯視圖，其中，執(zhí)行去除圖3中的熔融殘留部 10。脈沖激光射束以大于第一速度的第二速度沿著邊緣區(qū)域14B和16B移動。在此，可以 利用掃描裝置7進(jìn)行調(diào)整的速度以如下方式來確定，S卩，使得激光射束6的各個在時間上相 繼跟隨的脈沖4不重疊或僅極少地重疊。
[0029] 圖5示出沿著圖4中示出的線B-B的橫截面視圖。通過去除熔融殘留部10實現(xiàn) 的是：熔融殘留部10幾乎復(fù)原到構(gòu)件2的表面3的水平上。在最后的步驟中，如圖6中示 出的那樣，可以執(zhí)行將邊緣區(qū)域14B和16B融化。為此，使激光射束6散焦并且使各個激光 脈沖4借助第三速度在構(gòu)造好的標(biāo)記12上移動。在此，激光射束6的散焦以如下方式來確 定，即，散焦的激光射束6的直徑D大于邊緣區(qū)域14B與邊緣區(qū)域16B之間的間距20。
[0030] 在一些應(yīng)用領(lǐng)域中，利用激光引入的標(biāo)記12應(yīng)具有10 μ m的深度，其中，熔融殘留 部10最大允許為1 μ m。根據(jù)本發(fā)明的方法使用不同的參數(shù)，利用這些參數(shù)對工件或構(gòu)件2 的表面3進(jìn)行加工。通過深度雕刻（Tiefengravur)(引入標(biāo)記12)和緊接著借助激光器8 清潔的工序得到外部輪廓，在該外部輪廓中殘留部已被清除。同樣借助特別的清潔參數(shù)進(jìn) 行借助激光器8的清潔。在熔融殘留部10已經(jīng)被清除之后，保持了引入的標(biāo)記12或深度 雕刻的良好的可讀性。在工件或構(gòu)件2較長的使用壽命之后，針對該標(biāo)記12或深度雕刻仍 然可以確保較高可能的可讀性。因此，即使在例如軸承的較長的使用壽命之后，仍然確保了 防偽性。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于借助激光器（8)的脈沖激光射束（6)的多個脈沖（4)為構(gòu)件（2)加標(biāo)記的 方法，所述激光射束指向所述構(gòu)件（2)的表面，其特征在于具有以下步驟： ?在制作標(biāo)記（12)時，在所述標(biāo)記的側(cè)邊緣（14、16)上形成熔融殘留部（10)，其中，所 述脈沖激光射束（6)在制作所述標(biāo)記（12)期間相對所述構(gòu)件（2)以第一速度（VD移動， 從而使脈沖（4)重疊；以及 ?去除所述熔融殘留部（10)，其中，所述脈沖激光射束（6)以第二速度（V2)移動經(jīng)過 所述熔融殘留部（10)，從而使在時間上相繼跟隨的脈沖（4)不重疊或幾乎不重疊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在去除之后進(jìn)行所述標(biāo)記（12)的邊緣區(qū)域 (14B、16B)的緊接著的融化，其中，使所述激光射束（6)散焦并且同時以第三速度（V3)引導(dǎo) 經(jīng)過所述標(biāo)記（12)的側(cè)邊緣（14、16)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在脈沖頻率為200000Hz的情況下，所述第三速度 (V3)為 400mm/s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，在脈沖頻率為50000Hz的情況下， 所述第二速度（V2)為2500mm/s。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，在制作所述標(biāo)記（12)時，所述熔融 殘留部（10)由所述構(gòu)件（2)的沒有完全汽化的材料形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述構(gòu)件（2)是配設(shè)有所述標(biāo)記 (12)的滾動軸承。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，以如下方式去除所述滾動軸承上的標(biāo)記（2)的熔 融殘留部（10)，即，使得所述滾動軸承的表面（3)還能用作密封面。
【文檔編號】B23K26/36GK104349864SQ201380016418
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月5日
【發(fā)明者】馬里奧·吉澤 申請人:舍弗勒技術(shù)有限兩合公司