CVD人工鉆石全自動激光打標系統

科普：

CVD—化學氣相沉積法，CVD技術是化學氣相沉積Chemical Vapor Deposition的縮寫。化學氣相沉積是通過化學反應的方式，利用加熱、等離子激勵或光輻射等各種能源，在反應器內使氣態或蒸汽狀態的化學物質在氣相或氣固界面上經化學反應形成固態沉積物的一種技術。簡單來說就是：兩種或兩種以上的氣態原材料導入到一個反應室內，然后他們相互之間發生化學反應，形成一種新的材料，沉積到基片表面上。從氣相中析出的固體的形態主要有下列幾種：在固體表面上生成薄膜、晶須和晶粒，在氣體中生成粒子。CVD人工鉆石就是沉積下來的晶粒。

CVD鉆石是一種由直徑10—30nm鉆石晶體合成的多結晶鉆石，簡單的說，就是一種實驗室培育的人工鉆石。

首先，必須清楚的是，CVD鉆石的化學成分是碳，與天然鉆石完全相同，只是CVD鉆石是通過技術手段合成的，而不是在地質變化過程中自然形成的。CVD金剛石在化學成分、晶體結構、光學性能和物理性能方面與天然金剛石完全相同。天然鉆石和CVD鉆石更像人類和克隆人之間的關系。CVD鉆石是真正的鉆石。因此，不存在任何問題。然而，由于CVD鉆石的生長速度比天然鉆石快的多。

來源：CVD培育鉆石可以理解為人工模擬鉆石的生長環境制造出來的和天然鉆石成份一樣的鉆石，也就是實驗室鉆石，權威鑒定所可以鑒定并區別出來，生產方式是CVD培育鉆石和天然鉆石的區別。天然鉆石當然是由金剛石加工成的名貴寶石，也是有價值的。天然鉆石在一系列溫度和壓力條件下生長，其溫度比CVD培育鉆石所用的溫度更高。在高溫下，鉆石生長為八面體晶體，但在較低的實驗室溫度下，它們生長為同時包含八面體和立方體晶面的晶體。

結構：CVD培育鉆石和天然鉆石的區別就是一個是人工加工出來，一個是自然形成，但成份一樣，都是純碳結構，硬度也一樣，據說還有其它的人造鉆石比天然鉆石更硬。天然鉆石的莫氏硬度是10，是自然界最堅硬的物質之一。

價格：天然鉆石和CVD培育鉆石的價格區別，價格是價值的體現，天然鉆石的價值自不用多說。CVD培育鉆石不了解的人可能覺得會很便宜，其實不然，CVD培育鉆石的生產條件及其苛刻，所以生產出來的CVD培育鉆石成本也是較高的，就算是現在條件相對成熟一點，一克拉CVD培育鉆石也得幾千人民幣的價格，而天然鉆石一克拉少則兩三萬，多則七八萬，主要還得看鉆石品質。

品質：CVD培育鉆石由于是人為加工，所以在凈度和顏色上會比一般鉆石更優，這也是CVD培育鉆石和純天然鉆石的區別。顏色和凈度對鉆石價格有很大影響，天然形成的品質不能一概而論，有好的有次的。CVD培育鉆石的品質往往會更優，CVD培育鉆石切工出來的色彩也更是有過之而無不及。

大小：CVD培育鉆石可以加工出更多大顆粒鉆石，而天然鉆石大顆粒稀有且昂貴。

加工：CVD培育鉆石加工方法主要有兩種：高溫高壓法（HPHT鉆）和化學氣相沉積法（CVD鉆）。化學氣相沉積法則適合用來生產大克拉鉆石（主要是1克拉）。化學氣相沉積法是用微波加熱、放電等方法激活碳基氣體，比如甲烷，使之離解出碳原子和氫原子，再將游離的碳原子結合形成鉆石。通常CVD合成鉆石是在低壓高溫條件下進行，壓力一般小于一個大氣壓，溫度在1000度左右。

CVD人工鉆石的主要工藝制程：提供基底—提供氣源—產生等離子體—沉積碳原子—長晶過程（約2周以上）—穩定和冷卻—激光切割初加工—激光打標—拋光—化學處理—品質檢測—激光切割二次加工—激光打標—拋光—化學處理—品質檢測—鉆石切面分析及3D模擬—激光切割三次精加工—拋光打磨—鉆石成品。

從上面的制程中我們可以清楚的知道，這里面有多道激光的制程，其中激光打標也是重要的制程之一。

產品來料，由數字編碼變更為條形碼：

客戶要求：

1、人工只負責上下料和掃碼，其余所有工作由設備完成，避免人為因素操作錯誤。

2、只允許激光打標在金剛石上表面，11位單線字，字高0.5-1mm，打標深度≤0.05mm。

3、金剛石片的每一片來料厚度有一定差異，需要在激光打標之前先測距并自動調整激光焦距。

4、增加視覺系統，視覺系統可以對產品進行定位打標（根據產品的外邊框位置確定激光打標的位置），打標完成之后可以放大圖像實時查看產品打標的效果。

5、配掃描槍，激光打標之前先掃描產品包裝袋的條形碼自動生成打標內容。

為此，我們專門開發了一套全自動CVD鉆石激光打標系統：

（1）、設備外形：

（2）、設備構造：

（3）、設備內構：

（4）、設備尺寸：

（5）、設備配置參數：

激光器功率：10瓦紫外；

激光波長：355nm；

最小線寬：0.03mm（視材料）；

激光器冷卻方式：水冷；

工作環境溫度：10—30℃；

工作環境濕度：40%—80%，無結露；

打標深度：≤0.1mm；

出光方式：朝下出光；

振鏡速度：≤10000mm/s；

重復精度：±0.003mm；

打標范圍：常規100mm*100mm；

軟件要求：掃碼槍掃碼后自動生成激光打標內容；

整機耗電：≤1500瓦；

供電電網：220V/50Hz，波動范圍±5%，需有地線；

電磁信號干擾：安裝設備附近應無強烈電磁信號干擾。安裝地周圍避免有無線電發射站（或中繼站）；

地基振幅：小于50um；振動加速度：小于0.05g。避免有大量沖壓等機床設備在附近；

煙塵：設備空間要求要保證無煙無塵，避免金屬拋光研磨等粉塵嚴重的工作環境；

?

河南合贏激光科技有限公司，是河南為數不多的具有一定激光應用能力的專業化激光公司，我們在自動化領域的研究，包括機器人的應用，非常歡迎大家一同進行更多更深入的研究。

當然，關于激光打標機、激光雕刻機、激光打碼機、激光噴碼機，這些是我們的老本行，理應最擅長，期待與大家合作共贏。

“長期堅持做正確的事，給客戶創造超價值”，是我們始終奉行的原則。

為您提供優質的服務，我們才能共同發展，這就是我們的目標！

激光+……，未來我們一起探索。