[发明专利]一种利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法

说明书

本申请公开了一种利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法，依次包括如下步骤：S1将不锈钢置于激光加工平台，设定3D着色图案，该3D着色图案的设计软件为AutoCAD设计软件，并且为矢量图形文件；S2设定激光加工参数，采用激光加工系统对上述不锈钢表面进行着色加工，得到3D着色图案。本发明的优点在于成本低、操作步骤简单、可重复性好、易于大规模生产。

技术领域

本申请涉及材料表面改性领域，特别是一种利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法。

背景技术

不锈钢是一种常用的工程材料，具有良好的抗腐蚀性和装饰效果，广泛应用于国民经济的各个领域。随着经济的高速发展及生活水平的不断提高，常规不锈钢单一的色调已不能满足人们的需求，在不锈钢表面着色，可以获得色彩多样的装饰表面，提升不锈钢的品质与装饰性。此外，还能进一步提高其耐腐蚀、耐磨性和耐高温等性能。传统的彩色不锈钢着色采用电镀、水镀、喷漆等工艺，存在加工设备复杂，加工介质存在毒性，能耗大，环境污染严重等缺点。激光着色是一种新兴的技术，其基本原理是以激光为热源，在空气或氧气环境下照射不锈钢，诱导表面生成一层氧化膜而呈现各种颜色。这种表面着色工艺具有无污染、工序简单、高效自动化和高精度加工的优势，在不锈钢表面着色应用领域具有广阔的市场潜力。

专利CN 101775570 A 采用一种激光氧化着色制备大面积高性能的彩色不锈钢，制得的大面积彩色膜层比较稳定，色彩丰富，重现性好，硬度高，耐磨性好，并且工艺简单、易操作，无污染，适合大规模批量生产。实用新型专利CN 206614933 U 公开了一种用于制备彩色不锈钢的激光着色装置，利用该装置制取彩色不锈钢可以解决传统着色工艺中存在的环境污染问题。上述不锈钢表面激光着色的加工工艺简单，节能环保，但着色的效果仅限于平面图像。

发明内容

本发明的目的在于提升不锈钢装饰表面的多样性，提高不锈钢的性能与附加值，且具有工艺简单，易操作，无污染，易于工业化大规模生产等优点。

本申请实施例公开了一种利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法，依次包括如下步骤：

S1将不锈钢置于激光加工平台，设定3D着色图案，该3D着色图案的设计软件为AutoCAD设计软件，并且为矢量图形文件；

S2设定激光加工参数，采用激光加工系统对上述不锈钢表面进行着色加工，得到3D着色图案。

优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法中，所述激光加工系统是光纤激光器，激光动力为100W，冷却方式为水冷。

更优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法中，所述光纤激光器的激光头采用伺服系统控制三维方向，所述激光头运行速度为1.0m/s，线处理为0.09mm，连接误差为±0.01mm。

优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法中，步骤S2中设定的激光加工参数包括：激光单位脉冲0.5~1J、脉宽20~100ns、重复频率10~50HZ、激光光斑直径2~10μm、离焦量1~5mm、第一遍Z轴激光头进给量0.02~0.08mm、第二遍Z轴激光头进给量为0.10~0.18mm。

优选的，在上述的利用数控激光在不锈钢表面生成3D立体图像的方法中，步骤S1采用的不锈钢使用前依次进行表面抛光、超声脱脂、除油、冷风吹干工序。

本发明的优势在于成本低、操作步骤简单、可重复性好、易于大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。