激光雕刻專利，為產(chǎn)品定制“紋身”
發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 作者：機(jī)械發(fā)明審查部焊接加工室 來源：中國知識(shí)產(chǎn)權(quán)報(bào)
“掃一掃二維碼，肉菜來源全知道”，相信很多人都聽說過或者見到過這樣的廣告，大到超市，小到菜市場，我們發(fā)現(xiàn)很多商品上都多了一個(gè)二維碼，消費(fèi)者可以通過掃描二維碼，直接查看食品的“身份”，如同被定制“紋身”一樣，讓消費(fèi)者放心消費(fèi)，這種方式統(tǒng)稱為溯源防偽技術(shù)。
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，溯源防偽標(biāo)簽成為了主流的防偽產(chǎn)品。在新興的產(chǎn)品標(biāo)識(shí)領(lǐng)域中，激光技術(shù)發(fā)揮了十分重要的作用，隨著激光器穩(wěn)定性的提高、體積的縮小、光學(xué)器件的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，激光加工與腐蝕、電火花加工、機(jī)械刻劃、印刷等傳統(tǒng)加工方法相比，具有無與倫比的優(yōu)勢。
目前，激光標(biāo)識(shí)技術(shù)以其特有的防偽、動(dòng)態(tài)、高效等功能優(yōu)勢，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
激光標(biāo)識(shí)技術(shù)的基本原理是由激光發(fā)生器生成高能量的連續(xù)激光光束作用于承印材料表面時(shí)，處于基態(tài)的原子躍遷到較高能量狀態(tài)；處于較高能量狀態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，會(huì)很快回到基態(tài)，當(dāng)原子返回基態(tài)時(shí)，會(huì)以光子或量子的形式釋放出額外的能量，并由光能轉(zhuǎn)換為熱能，使表面材料瞬間熔融甚至氣化，從而形成清晰的圖文標(biāo)記。
筆者對(duì)激光標(biāo)識(shí)技術(shù)進(jìn)行了專利檢索，對(duì)布局和研發(fā)熱點(diǎn)進(jìn)行了研究，以期為相關(guān)行業(yè)發(fā)展提供參考。
1、起步較晚 發(fā)展迅速
在中國專利文摘數(shù)據(jù)庫（CNABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫（DWPI）中進(jìn)行檢索，截至2019年4月底，共獲取已公開的激光標(biāo)識(shí)技術(shù)專利申請(qǐng)9058件，其中，國內(nèi)申請(qǐng)總量為4851件，國外申請(qǐng)總量為4207件，中國的原創(chuàng)申請(qǐng)量較大。
中國的激光標(biāo)識(shí)技術(shù)發(fā)展起步較晚，在2000年以前，中國相關(guān)專利申請(qǐng)量為個(gè)位數(shù)，尚處于技術(shù)萌芽期，這也說明了激光標(biāo)識(shí)技術(shù)在此期間尚未引起足夠的重視；此后，隨著全球經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)發(fā)展所帶來的產(chǎn)品防偽標(biāo)識(shí)的迫切需求，中國逐步加大對(duì)激光標(biāo)識(shí)技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)，其專利申請(qǐng)量也呈現(xiàn)快速增長趨勢，由此進(jìn)入技術(shù)發(fā)展期；從2014年開始，中國的激光標(biāo)識(shí)技術(shù)專利申請(qǐng)量進(jìn)入了高速增長期，2016年中國的專利申請(qǐng)量已占據(jù)全球?qū)＠暾?qǐng)總量的90%以上，并針對(duì)優(yōu)化激光參數(shù)來提升標(biāo)識(shí)質(zhì)量的激光標(biāo)識(shí)技術(shù)進(jìn)行了專利布局，技術(shù)創(chuàng)新的不斷發(fā)展也使激光標(biāo)識(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛和全面。
2、激光標(biāo)識(shí) 清晰永久
清晰可見、富有特點(diǎn)的LOGO、文字或二維碼圖案不僅能夠方便我們認(rèn)識(shí)和使用產(chǎn)品，也一定程度上影響著我們是否會(huì)購買這個(gè)產(chǎn)品，而標(biāo)刻深度和圖案色彩亮度則是防偽標(biāo)識(shí)是否清晰、耐用的最主要質(zhì)量指標(biāo)。在激光標(biāo)識(shí)技術(shù)中，相同的激光參量組合在不同的基底材料上進(jìn)行打標(biāo)或是不同的激光參量在相同的基底材料上進(jìn)行打標(biāo)，都會(huì)出現(xiàn)不同的激光-材料相互作用方式，相應(yīng)的標(biāo)識(shí)質(zhì)量也會(huì)有顯著不同。
激光標(biāo)識(shí)加工流程圖
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，目前全球在對(duì)標(biāo)識(shí)質(zhì)量影響因素方面技術(shù)研發(fā)及專利布局較多，就我國該領(lǐng)域的專利看，國內(nèi)創(chuàng)新主體的研發(fā)及專利布局主要集中在通過調(diào)整不同的激光參量在不同基底材料上打標(biāo)，以期獲得最優(yōu)化的標(biāo)識(shí)質(zhì)量。這反映出我國關(guān)于激光標(biāo)識(shí)技術(shù)方面雖然起步晚，但是相關(guān)行業(yè)在尋求獲得高質(zhì)量的激光標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的道路上需求較大，且發(fā)展較快，大有后來者居上的勢頭。
云南大學(xué)申請(qǐng)了一件名為“強(qiáng)紫外激光防偽技術(shù)”（公開號(hào)：CN1149144A）的發(fā)明專利，該技術(shù)利用308nm的準(zhǔn)分子激光器對(duì)銅板紙包裝或水松紙進(jìn)行了激光打標(biāo)確定了打標(biāo)的能量密度閾值，并通過優(yōu)化單脈沖能量、脈沖寬度、光學(xué)系統(tǒng)透過率、成像放大倍數(shù)以及激光光斑面積來獲得線條清晰、分辨率高且肉眼可見的防偽標(biāo)識(shí)。
北京工業(yè)大學(xué)的一件名為“金屬彩色打標(biāo)系統(tǒng)及打標(biāo)方法”（公開號(hào)：CN108637486A）的發(fā)明專利申請(qǐng)，分析了激光器輸出功率、重復(fù)頻率和振鏡掃描速度、掃描行間距四個(gè)參數(shù)對(duì)金屬彩色標(biāo)記效果產(chǎn)生的影響，通過調(diào)整光纖激光器的發(fā)射參數(shù)及激光振鏡的掃描參數(shù)來形成不同厚度的氧化膜，最終實(shí)現(xiàn)具有彩色效果甚至彩色圖案表面的金屬。
桂林星辰電力電子有限公司申請(qǐng)了一件名為“彩色標(biāo)刻系統(tǒng)及運(yùn)行方法”（公開號(hào)：CN1749015A）的發(fā)明專利，該技術(shù)為了研究不同的激光參數(shù)對(duì)標(biāo)記質(zhì)量的影響，根據(jù)要求將需要標(biāo)刻的圖形分為多個(gè)區(qū)域，對(duì)各圖形區(qū)域分別設(shè)置不同的激光強(qiáng)度、激光脈沖頻率、掃描填充線條密度、標(biāo)刻點(diǎn)的步長等參數(shù)，自動(dòng)對(duì)各個(gè)區(qū)域按照不同配置參數(shù)標(biāo)刻，得到在不同區(qū)域有不同色澤或彩色效果的圖案。
此外，國內(nèi)研發(fā)主體在優(yōu)化激光參量以獲得高質(zhì)量標(biāo)識(shí)的創(chuàng)新基礎(chǔ)上，也在著力研究應(yīng)用于各領(lǐng)域且不易被仿造的標(biāo)記圖案，如利用激光在工件表面標(biāo)刻二維碼圖案，二維碼圖案具有可存儲(chǔ)漢字、圖像信息、數(shù)據(jù)以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾錯(cuò)的優(yōu)點(diǎn)，通過二維碼圖案可有效實(shí)現(xiàn)追溯防偽的廣泛應(yīng)用。
據(jù)悉，蘇州萊銫科技有限公司的名為“一種用于標(biāo)記活豬信息的二維碼激光打標(biāo)機(jī)”（公開號(hào)：CN108812395A）的發(fā)明專利申請(qǐng)，記載了在生豬養(yǎng)殖過程中常常需要將生豬打上標(biāo)記，方便人們識(shí)別，二維碼識(shí)別圖形復(fù)雜，通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)激光打標(biāo)機(jī)基體轉(zhuǎn)動(dòng)到合適角度，將二維碼標(biāo)記在豬的身上，可有效避免遇到“掛羊頭賣狗肉”的煩惱。
東莞市翔通光電技術(shù)有限公司的一件名為“一種用于金屬產(chǎn)品的二維碼雕刻工藝”（公開號(hào)：CN109676262A）專利申請(qǐng)，根據(jù)二維碼圖樣在鐳射機(jī)上進(jìn)行編程，開啟鐳射機(jī)對(duì)二維碼雕刻區(qū)域內(nèi)鐳射出二維碼圖樣，在雕刻過程中將雕刻速度與雕刻功率相配合，最終獲得較好的二維碼圖樣。
3、總結(jié)
激光標(biāo)識(shí)技術(shù)是當(dāng)前工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品等相關(guān)行業(yè)的研究熱點(diǎn)，“產(chǎn)品唯一性”“清晰持久性”被認(rèn)為是激光標(biāo)識(shí)技術(shù)未來發(fā)展的兩大突破點(diǎn)。激光標(biāo)識(shí)的優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)容不受限制，可以包括個(gè)性化圖案圖形、公司商標(biāo)、網(wǎng)圍編號(hào)、產(chǎn)品序號(hào)、監(jiān)制單位和專供地區(qū)等內(nèi)容。隨著人們防偽觀念的逐漸加深，激光標(biāo)識(shí)技術(shù)的發(fā)展可有效防止冒牌產(chǎn)業(yè)的無序競爭，提高產(chǎn)品的附加值，為相關(guān)行業(yè)的產(chǎn)品帶來更多的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。
隨著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品等相關(guān)行業(yè)的精細(xì)化有序發(fā)展，激光標(biāo)識(shí)防偽技術(shù)的發(fā)展空間十分廣闊，且前景可期。雖然我國在激光標(biāo)識(shí)核心控制技術(shù)方面同國外存在不小的差距，但已經(jīng)在激光參數(shù)的調(diào)節(jié)以及激光標(biāo)識(shí)圖案的多樣性方面具有了一定的技術(shù)儲(chǔ)備，尤其在農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的二維碼標(biāo)識(shí)應(yīng)用上已經(jīng)十分廣泛。建議在今后的創(chuàng)新發(fā)展中，我國企業(yè)可不斷優(yōu)化激光打標(biāo)的參數(shù)設(shè)置并擴(kuò)展防偽標(biāo)識(shí)技術(shù)的應(yīng)用，為更多行業(yè)內(nèi)的產(chǎn)品提供終身“定制紋身”。
