基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法与流程

本发明属于热喷涂及激光蚀刻领域，具体涉及一种基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法。

背景技术：

传统的表面识别技术所涉及的辨识图案，其制作方法往往采用打印粘贴、刷涂料、悬挂、打钢印、嵌入等方式，易于磨损脱落或对物体表面造成伤害。传统热喷涂技术主要应用于防腐、耐磨等方面的应用，是指将涂层材料加热熔化，用高速气流将其雾化成极细的颗粒，并以很高的速度喷射到工件表面，形成涂层，根据需要选用不同的除层材料，可以获得耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐热等方面的一种或数种性能。而传统的金属制品的应用领域主要应用了金属的物理性质及化学性质。

传统的表面识别技术还涉及芯片植入技术，但该方法在金属物体表面的应用中具有一定的局限性。

技术实现要素：

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法，包括以下步骤：

步骤1，将待制作物体表面需要标记图形的部分进行表面清理，对不需要标记的部分进行遮挡避免污损；

步骤2，根据热喷涂技术，利用热喷涂设备对需要标记图形的部分进行喷涂，具体包括以下步骤：

步骤2.1，根据生产需求，确定喷涂的层数和各个涂层的喷涂材料和喷涂厚度；所述喷涂材料采用不同颜色或种类的金属或合金作为喷涂材料；

步骤2.2，根据热喷涂技术，利用热喷涂设备将金属或合金均匀喷涂在需要标记图形的部分，完成首层金属或合金涂层；

步骤2.3，在首层金属或合金涂层达到结构强度后，如果喷涂的层数多于1层，则进行下一步；否则，将首层金属或合金涂层作为表面涂层，喷涂完成，进入步骤3；

步骤2.4，参照步骤2.2所述方法，进行下一次喷涂操作，产生下一层金属或合金涂层，重复此项内容，完成全部各个图层的喷涂工作，将最后一层金属或合金涂层作为表面涂层；

步骤3，将需要标识的文字、二维码、条形码、数字信息用电脑排版，将电脑排版数据传送给激光蚀刻机，利用数控技术控制激光蚀刻机和激光雕刻机头进行蚀刻工作；

所述排版数据包括相应的各项激光烧蚀位置与深度数据；利用激光蚀刻技术，通过激光雕刻机头将排版数据的图案蚀刻至表面涂层，即通过激光照射表面涂层的相应位置，使被照射部位的表面涂层被烧蚀去除，同时烧蚀至目标涂层，使目标涂层的金属或合金的颜色完全显露，由于目标涂层在烧蚀部位显露的颜色区别于周围颜色，从而形成文字、二维码和条形码图案，并达到不同金属色彩叠加的需求，形成多种颜色的图案。

所述步骤1中，将油田抽油钢管作为待制作物体，采用喷砂除油除锈方法进行表面清理。

所述步骤2中，喷涂的层数为2层，采用黑色的四氧化三铁作为首层金属或合金涂层的喷涂材料，喷涂厚度为0.5mm；采用白色的三氧化二铝作为第二层金属或合金涂层，即表面涂层，喷涂厚度为0.3mm。

所述步骤3中，通过确定烧蚀位置，从而形成阴刻烧蚀方法，或阳刻烧蚀方法。

所述的基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法，包括以下内容：

步骤4，根据3d打印技术和所述排版数据，通过3d打印设备对烧蚀形成的阴纹进行填充；填充材料为金属、合金或混入颜料的金属或合金。

本发明的有益效果：

本发明提出一种基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法，采取先增后减的方式在物体表面形成稳固的附着层，基于热喷涂技术、激光蚀刻技术、数控技术结合，利用热喷涂将不同颜色的金属或合金附着在被标识物体表面，形成叠加的金属或合金图层；再利用激光蚀刻技术在数控技术的导引下选择性烧蚀各层金属或合金图层；从而利用各层金属间的颜色差别形成明显易于识别的文字、数字、二维码、条形码图案从而形成的表面识别方法。

本发明针对多层不同金属色彩叠加的需求，采用热喷涂的方法，根据金属不同颜色的特性，选取多种颜色的金属或合金作为喷涂材料，并利用数控技术让激光蚀刻机在标识空间內选择性烧蚀上层金属或合金涂层，从而形成多种颜色的图案。

本发明制作的图案，通体色彩均匀耐磨不会褪色脱落，可根据环境要求针对不同的酸性或碱性环境选取不同的耐酸耐碱的金属或合金，可伴随被标记物体全生命周期；也可根据耐磨的需求选取不同的耐磨金属或合金。在实际操作过程中有很大的自由组合配比金属或合金。

本方法尤其对于如油田、船舶、军工、汽车、电力等行业以金属制品多为主使用工况环境恶劣的领域的物品进行全生命周期的标识标记有着广泛的应用需求。本发明形成的文字、数字、二维码、条形码图案不仅易于视觉识别亦可通过机器扫码识别录入，方便后台管理。

本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中所述待制作物体表面的平面示意图；

图2为本发明具体实施方式中所述首层金属或合金涂层的平面示意图；

图3为本发明具体实施方式中所述表面涂层的平面示意图；

图4为本发明具体实施方式中所述待制作物体表面在喷涂完成后的剖面示意图；

图5为本发明具体实施方式中所述激光蚀刻机的连接关系示意图；

图6为本发明具体实施方式中所述基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法的阴刻烧蚀方法；

图7为本发明具体实施方式中所述基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法的阳刻烧蚀方法。

图中：1、待制作物体表面；2、首层金属或合金涂层；3、表面涂层；4、电脑；5、激光蚀刻机；6、激光雕刻机头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明做出进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法，包括以下步骤：

步骤1，将待制作物体表面1需要标记图形的部分进行表面清理，对不需要标记的部分进行遮挡避免污损；

本实施例中，将油田抽油钢管作为待制作物体，采用喷砂除油除锈方法进行表面清理；

步骤2，根据热喷涂技术，利用热喷涂设备对需要标记图形的部分进行喷涂，具体包括以下步骤：

步骤2.1，根据生产需求，确定喷涂的层数和各个涂层的喷涂材料和喷涂厚度；所述喷涂材料采用不同颜色或种类的金属或合金作为喷涂材料；

本实施例中，确定喷涂的层数为2层，如图1-4所示，采用黑色的四氧化三铁作为首层金属或合金涂层2的喷涂材料，喷涂厚度为0.5mm；采用白色的三氧化二铝作为第二层金属或合金涂层，即表面涂层3，喷涂厚度为0.3mm；

步骤2.2，根据热喷涂技术，利用热喷涂设备将金属或合金均匀喷涂在需要标记图形的部分，完成首层金属或合金涂层2；

步骤2.3，在首层金属或合金涂层2达到结构强度后，如果喷涂的层数多于1层，则进行下一步；否则，将首层金属或合金涂层2作为表面涂层3，喷涂完成，进入步骤3；

步骤2.4，参照步骤2.2所述方法，进行下一次喷涂操作，产生下一层金属或合金涂层，重复此项内容，完成全部各个图层的喷涂工作，将最后一层金属或合金涂层作为表面涂层3；

步骤3，将需要标识的文字、二维码、条形码、数字信息用电脑排版，将电脑4排版数据传送给激光蚀刻机5，利用数控技术控制激光蚀刻机5和激光雕刻机头6进行蚀刻工作，如图5所示；

所述排版数据包括相应的各项激光烧蚀位置与深度数据；利用激光蚀刻技术，通过激光雕刻机头6将排版数据的图案蚀刻至表面涂层，即通过激光照射表面涂层的相应位置，使被照射部位的表面涂层被烧蚀去除，同时烧蚀至目标涂层，使目标涂层的金属或合金的颜色完全显露，由于目标涂层在烧蚀部位显露的颜色区别于周围颜色，从而形成文字、二维码和条形码图案，并达到不同金属色彩叠加的需求，形成多种颜色的图案；

所述步骤3中，通过确定烧蚀位置，从而形成如图6所示的阴刻烧蚀方法，或如图7所示的阳刻烧蚀方法；

所述基于金属或合金的不同颜色特性制作标识图案的方法，根据工艺需求，还包括以下内容：

步骤4，根据3d打印技术和所述排版数据，通过3d打印设备对烧蚀形成的阴纹进行填充；填充材料为金属、合金或混入颜料的金属或合金。