一種膠囊的雷射打標方法
2023-06-01 22:36:21
一種膠囊的雷射打標方法
【專利摘要】本發明公開了一種膠囊的雷射打標方法，其特徵在於：採用透明或半透明材料對待打標的膠囊進行包裝定位，將雷射束透過透明或半透明的包裝層聚焦到待加工的膠囊材料上，進行雷射打標，所述雷射束的波長為1.5微米到2.5微米。本發明實現了對含有機材料的膠囊物質在外包裝層封裝保護狀態下的雷射打標；可以實現對微小型膠囊藥品的自動打標分類，可以實現大規模工業化生產。
【專利說明】一種膠囊的雷射打標方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雷射打標方法，特別涉及一種在膠囊表面進行雷射打標的方法，屬於雷射材料加工領域。
【背景技術】
[0002]雷射對材料的加工是雷射應用於現代工業、醫療器械和高端設備製造等領域的一類重要的加工工藝。例如雷射打標，不僅標記清楚、耐磨，而且不需要油墨材料，非常有利於環境保護，同時可以實現大規模高速工業化自動化生產。
[0003]醫藥材料等領域存在大量膠囊類的藥品包裝，對這些膠囊藥品的型號編號進行標記識別，從而可以科學清晰地對膠囊類藥品進行分類，實現對藥品安全管理和使用具有重要的意義。傳統上採用油墨印刷、噴塗等方法對這些膠囊藥品進行處理，但這些方法容易造成膠囊內藥品汙染，標記也不清楚。採用雷射打標的方式對這類膠囊進行打標，可以避免膠囊內材料如藥品等的汙染，實現膠囊藥品的清晰、科學分類，同時可以實現大規模工業化生產。
[0004]然而，由於膠囊個體較小，同時醫藥領域又有著嚴格的衛生處理要求，因此，直接對膠囊進行雷射打標存在定位困難、衛生處理難度大等問題。為解決這些問題，一種考慮是採用透明或半透明的包裝材料對待加工的膠囊材料進行包裝，或者使用玻璃殼封閉膠囊材料，然後對包裝材料內或玻璃殼內的膠囊等進行雷射打標。但是，對於透明或半透明的由有機材料構成的膠囊，現有的雷射打標技術難以實現上述雷射打標加工。現有雷射打標技術中，如果想在含有機材料的物件上加工，一般使用二氧化碳雷射器進行打標。二氧化碳雷射器產生的是波長10.6微米的中紅外波段光，如果對膠囊採用玻璃、塑料、晶體、或者半導體等材料進行預包裝，二氧化碳雷射在通過這些包裝材料時已經被吸收，沒法對這些被上述透明材料包裝的膠囊材料進行雷射打標。現有雷射打標技術常用的其它雷射器是I微米光纖雷射器和摻釹石蹓石(YAG)固體雷射器，這些雷射器發出的雷射波長為1.01到1.15微米，這些波長雷射可以透過玻璃和透明塑料等包裝材料，但是，對於待加工的膠囊藥品材料，由於這些膠囊是透明或半透明的、由含有機成分構成的材料，上述I微米波長的雷射沒法對這些有機物體進行雷射打標處理。因此，採用透過透明或半透明的包裝材料對待加工的膠囊類有機材料進行雷射打標的構思，採用現有雷射打標技術難以實現。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種膠囊的雷射打標方法，以實現對有機塑料材料構成的膠囊進行雷射打標加工。
[0006]為達到上述目的，本發明採用的技術方案是:一種膠囊的雷射打標方法，採用透明或半透明材料對待打標的膠囊進行包裝定位，將雷射束透過透明或半透明的包裝層聚焦到待加工的膠囊材料上，進行雷射打標，所述雷射束的波長為1.5微米到2.5微米。
[0007]優選的技術方案，所述雷射束由光纖雷射器產生。[0008]上述技術方案中，所述雷射束為脈衝雷射束，脈衝寬度從10-15秒到10-3秒量級。
[0009]上述技術方案中，所述雷射束通過2微米場鏡實現在膠囊材料上的聚焦。
[0010]所述待加工的膠囊材料中含有50%以上重量的有機物質。
[0011]為實現上述雷射打標方法，可以採用下列系統:2微米脈衝(如飛秒，皮秒，納秒，微秒或毫秒脈衝寬度)光纖雷射器輸出的雷射束進入高速雷射掃描振鏡中；進入高速雷射掃描振鏡中雷射束在打標機控制器的控制下實現雷射束聚焦焦點在膠囊加工件表面的高速移動；通過高速雷射掃描振鏡的雷射束進入2微米場鏡中，實現雷射束聚焦在膠囊加工件表面，2微米場鏡可以實現在一定平面加工範圍內聚焦雷射光斑大小的均勻分布，從而實現膠囊表面高質量雷射打標加工，2微米場鏡的焦距從10毫米到500毫米，2微米場鏡可以是普通平面場鏡也可以是遠心聚焦平面場鏡；通過2微米場鏡的雷射束穿過透明或半透明包裝層後聚焦在固定在多維加工平臺上的膠囊加工件表面上進行雷射掃描打標；打標機控制器控制2微米脈衝光纖雷射器、高速雷射掃描振鏡、放在多維加工平臺上的膠囊加工件的位置和加工工藝流程，完成塑料透明或半透明包裝層內的膠囊有機材料表面的打標加工。
[0012]上述技術方案中，透過透明或半透明的包裝層對包裝層內的膠囊有機材料進行雷射打標。包裝層的目的是用於對待加工的膠囊材料進行包裝、保護，也可以用於實現包裝層內局部空間的特定氣體保護。包裝層可以是透明和半透明的玻璃材料、塑料材料、晶體材料或者半導體材料。玻璃材料的一般透過波長是0.3微米到3微米，塑料材料的透過波長是
0.3微米到2.5微米，晶體材料的透過波長是0.3微米到4微米，半導體材料的透過波長是
0.5微米到6微米。上述雷射打標方案中採用的1.5微米到2.5微米的雷射可以透過上述這些透明或半透明包裝層，而同時，待加工的膠囊有機材料對2微米附近波長雷射有一定的吸收，因此2微米波長雷射 可以實現對包裝層內的有機膠囊物體進行雷射打標。
[0013]上述技術方案中，所述透明或半透明的包裝層可以是單層結構，也可以是多層結構，當包裝層是多層結構時，各層可以由不同的物質構成。
[0014]上述技術方案中，所述包裝層和待加工的膠囊材料可以是分離的，也可以是直接接觸的。
[0015]由於上述技術方案運用，本發明與現有雷射打標方法相比具有下列優點:
1.本發明通過透明或半透明包裝層內待加工的有機膠囊材料進行包裝、保護，再使用特定波長的雷射束對有機膠囊材料進行雷射打標，實現了對含有機材料的膠囊物質在外包裝層封裝保護狀態下的雷射打標；
2.由於可以對膠囊類物件進行先包裝、後打標，本發明可以實現對小尺寸物體(如微小型膠囊藥品)的自動打標分類，可以實現大規模工業化生產；
3.本發明通過包裝層的設置，可以實現對待加工的膠囊物體的局部氣體設置，從而實現對需要特定氣體保護的膠囊類物體的雷射打標。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1是實施例一的示意圖；
圖2是實施例二的示意圖；
圖3是實施例二的不意圖。[0017]其中:1、2微米納秒脈衝光纖雷射器；2、高速雷射掃描振鏡；3、打標機控制器；4、2微米平面場鏡；5、多維加工平臺；6、透明或半透明包裝層；7、膠囊加工件；8、2微米微秒脈衝光纖雷射器；9、2微米毫秒脈衝光纖雷射器；10、2微米遠心聚焦場鏡。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖及實施例對本發明專利作進一步描述:
實施例一:參見附圖1所示，一種膠囊雷射打標方法，膠囊如醫藥材料膠囊等被透明或半透明的包裝層封裝後固定在一個多維加工平臺5上等待打標加工，具體連接關係如下:2微米納秒脈衝光纖雷射器I輸出的納秒脈衝雷射光束在進行雷射準直、擴束後進入高速雷射掃描振鏡2中；進入高速雷射掃描振鏡2中雷射束在打標機控制器3的控制下實現雷射束在膠囊加工件7表面的高速移動實現雷射打標加工；通過高速雷射掃描振鏡2的雷射束進入2微米平面場鏡4中，實現雷射束聚焦在膠囊加工件7表面，2微米平面場鏡4可以實現在一定平面加工範圍內聚焦雷射光斑大小的均勻分布，從而實現高質量雷射打標加工，2微米平面場鏡4的焦距從10毫米到500毫米；通過2微米平面場鏡的雷射束穿過透明或半透明包裝層6後聚焦在放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7表面進行雷射打標；打標機控制器3控制2微米納秒脈衝光纖雷射器1、高速雷射掃描振鏡2、放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7的位置和加工工藝流程，完成包裝層內的膠囊有機材料的雷射打標加工。
[0019]實施例二:參見附圖2所示，一種膠囊雷射打標方法，膠囊如醫藥材料膠囊等被透明或半透明的包裝層封裝後固定在一個多維加工平臺5上等待雷射打標加工，具體連接關係如下:2微米微秒脈衝光纖雷射器8輸出的微秒脈衝雷射光束在進行雷射準直、擴束後進入聞速雷射掃描振鏡2中；進入聞速雷射掃描振鏡2中雷射束在打標機控制器3的控制下實現雷射束在膠囊加工件7表面的高速移動實現雷射的打標加工；通過高速雷射掃描振鏡2的雷射束進入2微米遠心聚焦場鏡10中，這種2微米遠心聚焦場鏡可以在整個加工區域內實現雷射垂直入射到膠囊的表面，從而實現整個打標加工區內雷射打標點線的高度均勻一致，實現膠囊加工件7表面高質量清楚的雷射打標，2微米遠心聚焦場鏡10的焦距從10毫米到500毫米；通過2微米遠心聚焦場鏡10的雷射束穿過透明或半透明包裝層6後聚焦在放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7表面進行雷射打標；打標機控制器3控制2微米微秒脈衝光纖雷射器8、高速雷射掃描振鏡2、放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7的位置和加工工藝流程，完成包裝層內的膠囊有機材料的雷射打標加工。
[0020]實施例三:參見附圖3所示，一種膠囊雷射打標方法，膠囊如醫藥材料膠囊等被透明或半透明的包裝層封裝後固定在一個多維加工平臺5上等待雷射打標加工，具體連接關係如下:2微米毫秒脈衝光纖雷射器9輸出的毫秒脈衝雷射光束在進行雷射準直、擴束後進入聞速雷射掃描振鏡2中；進入聞速雷射掃描振鏡2中雷射束在打標機控制器3的控制下實現雷射束在膠囊加工件7表面的高速移動實現雷射的打標加工；通過高速雷射掃描振鏡2的雷射束進入2微米遠心聚焦場鏡10中，這種2微米遠心聚焦場鏡可以在整個加工區域內實現雷射垂直入射到膠囊的表面，從而實現整個打標加工區內雷射打標點線的高度均勻一致，實現膠囊加工件7表面高質量清楚的雷射打標，2微米遠心聚焦場鏡10的焦距從10毫米到500毫米；通過2微米遠心聚焦場鏡10的雷射束穿過透明或半透明包裝層6後聚焦在放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7表面進行雷射打標；打標機控制器3控制2微米毫秒脈衝光纖雷射器9、高速雷射掃描振鏡2、放在多維加工平臺5上的膠囊加工件7的位置和加工工藝流程，完成包裝層內的膠囊有機材料的雷射打標加工。
[0021]上述實施方案中，透過透明或半透明的包裝層對包裝層內的膠囊有機材料進行雷射打標。包裝層用於對待加工的膠囊材料進行包裝、保護，也可以用於實現局部空間特定氣體保護。包裝層可以是透明和半透明的玻璃材料、塑料材料、晶體材料或者半導體材料。上述膠囊的雷射打標方案中採用的1.8微米到2.2微米的雷射可以透過上述包裝層，而同時，待加工的膠囊有機材料對2微米波長附近雷射有一定的吸收，因此2微米波長雷射可以對包裝層內的有機膠囊物體進行雷射打標。
[0022]上述實施方案中，所述雷射器的波長可以為1.5微米~2.5微米的飛秒(10_15秒)、皮秒(10-12秒)、納秒(10-9秒)、微秒(10-6秒)、毫秒(10-3秒)不同雷射脈衝寬度的光纖雷射器。
[0023]上述技術方案中，所述待加工的膠囊有機材料中含有50%以上重量的有機物質。上述技術方案中，包裝層6和 待加工的膠囊材料7可以是直接接觸的，也可以是分離的。包裝層6可以是單層物質，也可以是多層物質，而且可以是不同的物質。
【權利要求】
1.一種膠囊的雷射打標方法，其特徵在於:採用透明或半透明材料對待打標的膠囊進行包裝定位，將雷射束透過透明或半透明的包裝層聚焦到待加工的膠囊材料上，進行雷射打標，所述雷射束的波長為1.5微米到2.5微米。
2.根據權利要求1所述的膠囊的雷射打標方法，其特徵在於:所述雷射束由光纖雷射器產生。
3.根據權利要求1所述的膠囊的雷射打標方法，其特徵在於:所述雷射束為脈衝雷射束，脈衝寬度從10_15秒到10_3秒量級。
4.根據權利要求1所述的膠囊的雷射打標方法，其特徵在於:所述雷射束通過2微米場鏡實現在膠囊材料上的聚焦。
5.根據權利要求1所述的膠囊的雷射打標方法，其特徵在於:所述待加工的膠囊材料中含有50%以上重量的有機物質。
【文檔編號】B41J3/407GK103552384SQ201310510672
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月26日 優先權日:2013年10月26日
【發明者】蔣仕彬 申請人:蘇州圖森雷射有限公司