随着激光高端应用的平民化趋势的深入和发展，阳极氧化铝打黑应用得到了很大的普及和市场接受，被许多工业领域所采用，但阳极铝打黑工艺对激光光源，设备精度，周边环境，操作人员的经验以及原材料等诸多方面都有较严格的要求，许多客户在此方面有许多问题，比如，打出的图案黑度不均匀，打的不够黑，速度不快等，为了使客户更好地了解阳极铝打黑的原理和工艺，提高打黑质量和效率，我们将客户常见的问题以及激扬光电30W智能激光器的解决方案列出来，供大家参考。

       阳极氧化铝打黑的机理是通过聚焦后高能量密度的激光，在很短的时间内将膜厚为5-20um的阳极氧化铝层进一步氧化并改变表面材料的机理，如图1所示为不同厚度以及表面不同处理工艺的阳极氧化铝表面。

                            图1  不同厚度和不同表面处理工艺的阳极氧化铝表面

一、影响阳极铝打黑的因素和参数设置

         影响阳极氧化铝打黑的因素有很多，归纳总结主要因素如下图2。

图2  影响阳极氧化铝表面打黑的因素

1、材料因素：

       主要包括阳极氧化铝其氧化层的膜厚，以及表面处理工艺，一般来讲，膜厚在5-20um， 膜的厚度直接决定打黑的效果和效率，一般膜厚在10-20um较容易打黑，膜厚小于8um时，氧化膜太薄，容易打破，出现白点的现象，需要提高脉冲频率和提高填充密度（见下表）。另外阳极氧化铝表面处理工艺将直接影响打黑效果，喷砂以及表面拉丝是常见的工艺，喷砂的粗细度对于打标出来的效果会产生不同的影响，喷砂颗粒越细，打黑效果越好。建议阳极铝的膜厚为10-15μm，这样总体的黑度效果会更佳。

2、 激光器的安装和参数设置影响

1）激光器的安装和调光

     在开启光纤激光器之前，首先请确保电源、控制板卡等部件都已经正确连接，调整好振镜和工作平台，确保振镜与工件表面是在平行的水平位置，激光器的入射光斑光轴同振镜激光入射口光轴重叠，出射光斑位于出光孔中心的位置。光路的偏差将直接导致打黑的不均匀。

2）功率和频率

       激光参数的设定将直接影响阳极铝打黑的质量和效果，对于30W智能激光器打黑来说，主要的激光参数是功率设置和频率设置，频率越高，脉冲宽度越短，需要的功率也就越高， 具体设置可参考下图             （图3），由于材料以及膜厚的不同，客户在测试时还要根据具体情况来调整参数，以达到最佳效果。

假设如下参数固定不变：

     功率设置同脉冲频率的关系如图3， 当脉冲频率提高时，功率也要相应的提高，一般在500KHz时，功率设置在30-35%，当频率上升到800-900KHz时，功率要到70%左右。

图3  频率和功率设置的关系： 频率越高，脉冲宽度越短，需要的功率也越高

3、打标工艺因素：

       打黑工艺主要包括场镜的焦距，光斑的大小，填充方式，正焦还是离焦等等。

1） 填充密度与振镜线速度的设置关系：

        填充密度和振镜速度在打黑过程中有一定的连带关系，一般来说，填充密度较密，振镜的线速度可以较高，相反，如果填充密度较疏，振镜的线速度就要降下来，以求达到相同的打标黑度，比如，填充密度为0.001mm， 振镜速度为1000mm/s时的打黑黑度与填充密度为0.0002mm， 振镜线速度5000mm/s 时打标的黑度基本相同（还需要适当调整功率），客户可以参考下面图表（图4）调整参数以求得到最佳效果。

假设如下参数固定不变：

图4  填充密度与振镜线速度的设置关系，不同的参数可以得到相同的黑度

2）焦平面对打黑的影响

       采用激扬光电智能激光器打黑时可以是正焦打黑，也可以是离焦打黑，但我们建议客户采用正焦打黑方式，因为离焦在对于打图案面积较大，或被打材料一致性不高时，容易出现不均匀的现象（其他类型的激光器也有此现象），这是因为在离焦时（无论是正离焦还是负离焦），激光的能量密度在工作范围的中心区域同边缘区域有很大的差异，从而造成打黑不均匀的现象。

3）场镜焦距对打黑的影响

        一般来说，不同焦距的场镜的选择取决于聚焦后的光斑大小以及工作范围，160mm的场镜较适合阳极铝打黑，如果选用254mm或更大的场镜，需要提高激光功率（得到相同的能量密度）或降低打标速度，因此160mm的场镜可以得到较高的打黑效率。

4）填充方式对打黑的影响

       填充方式将直接决定打黑的质量和效率，一般情况下选用蛇形填充可以大大提高打黑效率，单向填充可以提高打黑的质量。其他的填充方式也各有其特点，客户可以根据不同的要求测试选择最适合的方式。

4、设备和环境对阳极铝打黑的影响

       阳极铝激光打黑同其他激光打标有很大的不同，由于激光能量的微小变化在打黑上都有十分明显的表现，因此，对设备信号稳定性以及环境震动和干扰都有很高的要求.

1）信号线干扰

       激光设备中一般有电源线和信号线两种，信号线包括振镜信号线和激光控制信号线，电源线包括振镜电源线（15V）和激光器电源线（24V）。 在机箱内布线时，一定要将电源线同数据线分开（空间上分开），避免混在一起，如有条件，将数据线和电源线分别放在相应的屏蔽槽内，避免电源线对数据线产生干扰。

2）数据线需要有屏蔽层

      设备的所有数据线（包括USB）需要有屏蔽层，而且屏蔽层一端要接地（不要两端同时接地）。屏蔽层将有效屏蔽外来信号干扰。

3）环境和震动

       激光打标机的电源最好不要同其他大电流设备共用一个电源插槽，因为其他设备的开启或断开可能对激光打标机产生影响，另外，避免附近环境中有振动源。

4）地线

        打标设备的所有电源的地线（比如振镜电源线的地线和激光电源线的地线）要同220V地线相连，一定要避免多点接地现象。

二、阳极铝打黑常见问题以及解决方案：

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