在使用重叠且随后几乎不重叠的激光脉冲的情况下为构件加标记的方法

摘要

本发明公开了一种用于借助激光器的脉冲激光射束的多个脉冲(4)为构件(2)加标记的方法。在制作标记(12)时，首先形成熔融残留部。紧接着，进行熔融残留部的去除，其中，脉冲激光射束以第二速度移动经过熔融残留部。时间上相继跟随的脉冲(4)不重叠或几乎不重叠。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于为构件加标记的方法。在为构件加标记时， 利用脉冲激光的多个脉冲将相应的标记引入构件的表面上。在此，标 记可以是记号或代码(数字代码或条形码)。

背景技术

德国的公开文献DE 10 2009 048 293 A1公开了一种配设有作为安 全特征的激光记号的工件。激光记号能以裸眼辨认出并且在激光记号 下面设置有仅能以机器读出的安全标识。通过激光射束的热侵区 ()的不同深度来达到并进而书写构件中不同的深 度。

德国的公开文献DE 10 2009 048 291 A1公开了一种用于为工件加 永久标记的方法。为此，首先利用激光射束处理工件表面，该激光射 束在工件中导致结构变化。以如下程度去除暴露在激光射束下的表面， 即，直到它在光学上至少以裸眼来看不能与表面的周围区域有区别。 在工件的区域中保留了承载标记的结构变化部。

为了将激光记号(标记、标识、安全特征)引入工件的表面中， 通常使用短脉冲激光。工件可以是具有至少一个金属表面的工件。为 了引入标记所需的短脉冲非常昂贵，但是具有使用于标记的材料完全 且无残留地汽化的优点。商用常见的激光和价格低廉的激光具有较长 的脉冲，并且具有在加记号时无法使要去除的材料完全汽化的缺点。 也就是说，残留部会留在标记或标识的侧边上，该残留部会干扰工件 进一步的使用。

由DE 40 12 279 A1公知了一种用于借助脉冲激光射束的多个脉 冲为构件加标记的方法。在此，激光射束指向工件的表面，在该工件 上熔融残留部构造在标记的侧边缘上。为了防止熔融残留部而提出为 工件配设阳极氧化层(Eloxalschicht)。

由EP 133 976 B1公知了通过以锌层对工件进行涂层来防止出现 在标记边缘周围的熔融残留部。

此外，由DE 102 28 743 A1还公知了借助脉冲激光射束对工件的 表面进行平滑和抛光。

发明内容

本发明的任务在于，说明如下方法，利用该方法可以借助商用常 见的激光器执行对工件加标记，并且在此同时在制作标记之后不存在 熔融残留部。

上述任务通过包括权利要求1的特征的方法来解决。

用于为构件加标记的方法使用激光器的脉冲激光射束的多个脉 冲，该激光射束指向构件的表面。首先，在制作标记时，在标记的侧 边缘上构造出熔融残留部。为了制造标记，脉冲激光射束相对构件以 第一速度移动，从而激光射束的各个脉冲重叠。紧接着，进行熔融残 留部的去除，其中，脉冲激光射束以第二速度移动经过熔融残留部。 在此，时间上相继跟随的脉冲不重叠或几乎不重叠。

最后，可以在去除之后执行标记的边缘区域的紧接着的融化 (Anschmelzen)。为此，使激光射束散焦并且以第三速度引导经过标 记。在此，激光射束同时作用到标记的侧边缘上。通过散焦实现了降 低每个单位面积的激光射束的功率。时间上相继跟随的脉冲在这里也 重叠。

在脉冲频率为200000Hz的情况下，第三速度为400mm/sec。在 脉冲频率为50000Hz的情况下，第三速度为2500mm/sec。

熔融残留部在制作标记时由构件的没有完全汽化的材料形成。

配设有标记的构件可以是滚动轴承。在此，以如下方式去除滚动 轴承的标记的熔融残留部，即，使得滚动轴承的表面还可以用作密封 面。

标记以多个标记步骤或方法步骤的工序实施到构件中。首先，使 用烧蚀参数(Ablationsparameter)，利用这些参数使材料汽化。在此， 在标记的边缘上产生熔融残留部。在标记结束时，利用激光器执行所 谓的清洁工序。在此，再次清除掉产生的熔融残留部，其中，在激光 脉冲很少重叠直至无重叠并紧接着将表面融化时执行特别的清洁参数 (用激光以高给进速度加工记号的外部轮廓)。在将表面融化时使激 光射束散焦。

根据本发明的方法特别应用于为轴承加标记或记号，其中，要求 记号或安全码的长的耐久性。通过清除掉熔融残留部，其中，最终在 记号或标记所安设的表面上存在很少直至没有熔融残留部，这些表面 在必要时还可以用作密封面。

附图说明

下面参考附图结合实施例对本发明进行更详细地说明，其中：

图1示出激光器的一种示意性布置方案，该激光器用于为构件加 记号；

图2示出构件的表面的俯视图，借助交叉的或重叠的激光脉冲将 标记引入该构件中；

图3示出沿着图2中示出的线A-A的示意性截面图，其中，在标 记的侧边缘上存在熔融残留部；

图4示出构件的表面的俯视图，其中，借助不重叠的激光脉冲对 边缘进行加工，从而可以去除熔融残留部；

图5示出沿着图4中示出的线B-B的示意性截面图，其阐明了去 除熔融残留部的结果；以及

图6示出构件的表面的俯视图，其中，借助散焦且脉冲的激光将 标记的边缘融化。

对于本发明的相同的或作用相同的元件使用相同的附图标记。示 出的实施例仅是如何可以在将标记引入构件中时清除熔融残留部的一 种可行方案。

具体实施方式

图1示出一种布置方案的示意性视图，利用该布置方案可以将标 记、记号或安全标识引入构件2的表面3中。该布置方案由发射激光 射束6的激光器8组成。激光射束6由时间上的激光脉冲序列组成。 借助扫描装置7，激光射束可以以特定的速度运动经过构件2的表面3， 以便因此将任意形式的标记或标识引入构件2的表面3中。因此，借 助扫描装置7可以使激光射束沿X坐标方向和Y坐标方向运动。

图2示出构件2的表面3的截段的俯视图。在此，利用多个激光 脉冲4将标记12引入构件2的表面3中。因此，标记12包括第一边 缘14和第二边缘16。借助在图1中示出的扫描单元7使激光脉冲以特 定的速度，如图2中所示那样，沿X坐标方向运动并且因此形成标记 12的期望的形式。

图3示出沿着图2中示出的线A-A的截面图。快速残留部10分 别构造在第一边缘14和第二边缘16上，该快速残留部基于构件的未 完全汽化的材料形成。熔融残留部10构造在构件2的表面3上。因此， 熔融残留部10需要第一边缘14周围的一定的边缘区域14B或第二边 缘16周围的一定的边缘区域16B。

图4示出构件2的表面3的示意性俯视图，其中，执行去除图3 中的熔融残留部10。脉冲激光射束以大于第一速度的第二速度沿着边 缘区域14B和16B移动。在此，可以利用扫描装置7进行调整的速度 以如下方式来确定，即，使得激光射束6的各个在时间上相继跟随的 脉冲4不重叠或仅极少地重叠。

图5示出沿着图4中示出的线B-B的横截面视图。通过去除熔融 残留部10实现的是：熔融残留部10几乎复原到构件2的表面3的水 平上。在最后的步骤中，如图6中示出的那样，可以执行将边缘区域 14B和16B融化。为此，使激光射束6散焦并且使各个激光脉冲4借 助第三速度在构造好的标记12上移动。在此，激光射束6的散焦以如 下方式来确定，即，散焦的激光射束6的直径D大于边缘区域14B与 边缘区域16B之间的间距20。

在一些应用领域中，利用激光引入的标记12应具有10μm的深度， 其中，熔融残留部10最大允许为1μm。根据本发明的方法使用不同的 参数，利用这些参数对工件或构件2的表面3进行加工。通过深度雕 刻(Tiefengravur)(引入标记12)和紧接着借助激光器8清洁的工序 得到外部轮廓，在该外部轮廓中残留部已被清除。同样借助特别的清 洁参数进行借助激光器8的清洁。在熔融残留部10已经被清除之后， 保持了引入的标记12或深度雕刻的良好的可读性。在工件或构件2较 长的使用寿命之后，针对该标记12或深度雕刻仍然可以确保较高可能 的可读性。因此，即使在例如轴承的较长的使用寿命之后，仍然确保 了防伪性。