MOPA激光器不锈钢高纯度打彩工艺

2021-06-05 09:33

不锈钢材料具有出色的耐腐蚀性、耐磨性、韧性、工艺性、无毒性及其清洁的装饰性，在建筑材料、厨具卫浴、汽车、装饰、工艺美术等领域得到了广泛应用。不锈钢制品已经成为了人们日常生活中不可或缺的工具或材料，随着人们生活水平的不断提升，人们对产品的追求不仅局限在其功能方面，也在产品的外观特色、艺术气质等附加值方面提出了越来越多的要求。

由于不锈钢本色为银白色，给人以单调、冷漠感，在花样装饰的启发下，人们开始追求对不锈钢着上不同的彩色，给人以温暖、柔和的感觉，提高其附加值，着色后的不锈钢不仅保持了它原本的所有特性，而且着色后的不锈钢耐化学腐蚀性、抗老化等诸多性能较原有性能有了显著提高，彩色不锈钢不仅体现了它艺术的一面，而且更符合人们对产品的追求。

304不锈钢的成分及性能参数

304不锈钢是我们日常生活中最常用的材料，如图1、图2所示，为304不锈钢的主要成分及物理参数：

图1 304不锈钢成分含量

图2 304不锈钢基本物理参数

不锈钢的着色工艺

按照不锈钢广泛使用的着色技术，不锈钢着色可大致分为：化学着色法、电化学着色法、激光打标法三类，前两类为传统的着色技术，本文主要介绍MOPA激光脉冲打标法的原理及应用。如图3所示，为不锈钢着色技术的分类：

图3 不锈钢着色技术的分类

MOPA激光器不锈钢高纯度打彩工艺

化学和电化学着色法，由于大量的使用化学试剂，在着色过程中氧化液的比例配置要求非常严格，氧化过程不易控制，并且不可避免的产生有刺激性或有毒气体，另外随着全球各国政府环保政策的加强和人们环保意识的增强，造成了这两类传统的不锈钢着色技术无法大范围推广。

MOPA激光器不锈钢打彩的原理

不锈钢打彩原理：不锈钢材质在激光热量的作用下，表面生成了有色氧化物或生成一层无色透明的氧化膜，由于光的薄膜干涉效应而呈现出各种颜色。不锈钢产生的彩色效果，主要是因为薄膜的干涉效应。图4为薄膜干涉原理图。

图4 薄膜干涉原理

MOPA激光器不锈钢高纯度打彩工艺

脉冲激光束作用在不锈钢表面，在金属表层生成一层（几百纳米）的半透明氧化膜，当光线以一定角度α射入氧化膜后，光线一部分在空气和氧化层的接触面反射形成直接反射光，另一部分光折射进入半透明氧化层之后再折射进入空气中形成折射光，与原反射光形成干涉，由于光的这种干涉现象，有的波长光被加强，有的波长光被抵消，综合下形成不同的颜色效果。

MOPA激光器不锈钢打彩优点

与传统的着色方式相比，MOPA激光器打彩有多方面的优势：

（1）非接触式加工，无耗材，无需去除材料，不易擦拭，防伪性高；

（2）不用化学着色，环保无污染，避免有毒有害物质产生；

（3）工序简单，操作简便，产品附加值高，可标记任意颜色的图案及文字。

MOPA激光器不锈钢打彩典型案例

MOPA激光器不锈钢高纯度打彩工艺