(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211154444.1 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 国科大杭州高等研究院 地址 310012 浙江省杭州市西湖区象山支 弄1号 (72)发明人 印雄飞　 (74)专利代理 机构 杭州浙科专利事务所(普通 合伙) 33213 专利代理师 吴昌榀 (51)Int.Cl. B23K 26/362(2014.01) B23K 26/082(2014.01) B23K 26/70(2014.01) B23K 37/053(2006.01) B41M 1/30(2006.01)B41M 1/40(2006.01) B23K 101/12(2006.01) (54)发明名称 一种PET塑料瓶高速 激光打印系统及方法 (57)摘要 本发明属于塑料瓶身加工处理技术领域， 具 体涉及一种PET塑料瓶高速激光打印系统及方 法， 包括旋转装置和激光器， 所述旋转装置用以 装夹塑料瓶， 并带动塑料瓶旋转； 所述激光器为 高频紫外激光器， 输出高频紫外激光， 照射到塑 料瓶表面需要黑化的标记点位置， 实现对塑料瓶 的激光打印。 本发明不需要增加色母 粒子就能直 接使用激光在瓶身上高速高效地打印出精细图 案和信息， 而且动态打印效率高， 打印效果更清 晰。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115229344 A 2022.10.25 CN 115229344 A 1.一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 包括旋转装置 （2） 和激光器 （3） ， 所 述旋转装置 （2） 用以装夹塑料瓶 （1） ， 并带动塑料瓶 （1） 旋转； 所述激光器 （3） 为高频紫外激 光器， 输出高频紫外激光， 照射到塑料瓶 （1） 表 面需要黑化的标记 点位置， 实现对塑料瓶 （1） 的激光打印。 2.根据权利要求1所述的一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 所述旋转装 置 （2） 设有角度传感器， 所述角度传感器用以输出塑料瓶 （1） 的转角信息 。 3.根据权利要求1所述的一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 所述旋转装 置 （2） 包括用以装夹塑料瓶 （1） 的瓶口卡具 （21） 。 4.根据权利要求1所述的一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 所述激光器 （3） 包括激光光源 （31） 和二维 高速振镜， 所述激光光源 （31） 产生高频紫外激光， 高频紫外激 光为高频纳秒紫外激光或超快紫外激光， 频率不低于100KHz， 该高频紫外激光经过二维高 速振镜并落在塑料瓶 （1） 表面。 5.根据权利要求4所述的一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 所述激光器 （3） 还包括动态变焦镜组 （34） ， 所述动态变焦镜组 （34） 位于激光光源 （31） 和二维高速振镜 之间， 其用以调节激光 光斑焦点与二维高速振镜之间的距离 。 6.根据权利要求1所述的一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 其特征在于， 所述二维高 速振镜的标记线速度不低于 3000m/s。 7.一种PET塑料瓶高速激光打印方法， 其特征在于， 包括： 采用如权利要求1 ‑5中任一所 述的打印系统对塑料瓶 （1） 进行激光打印， 其中， 所述激光器 （3） 产生的高频紫外激光的脉 冲频率10 0KHz‑500KHz， 二维高速振镜的标记线速度3 000m/s‑12000m/s。 8.根据权利要求7所述的一种PET塑料瓶高速激光打印方法， 其特征在于， 还包括： 采用 分批重复打印同一个图案， 在打印完一次后， 等待 材料表面冷却， 再对同一个区域再次叠加 一定数量的脉冲。 9.根据权利要求7所述的一种PET塑料瓶高速激光打印方法， 其特征在于， 所述激光器 （3） 的脉冲频次设定为160KHz,  脉宽设定为  40ns， 额定功率设定为25W， 输出功率设定10%， 二维高速振镜的标记线速度设定为  3000mm/s。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115229344 A 2一种PET塑料瓶高 速激光打印系统及方 法 技术领域 [0001]本发明属于塑料瓶身加工处理技术领域， 具体涉及一种PET塑料瓶高速激光打印 系统及方法。 背景技术 [0002]饮料行业大量采用PET塑料生产瓶坯， 并将瓶坯进一步吹塑制作成透明的饮料瓶 身。 为宣传产品和增加产品辨识度， 企业一般采用瓶身 上附上热收缩膜标签或不干胶标签， 但是这些标签带来材料的损耗以及回收时需分离的困难。 伴随着近年来低碳环保的发展趋 势， 一些食品饮料企业尝试缩小饮料标签面积， 使用更环保的非PVC标签以及面向市场推出 无标签瓶装饮料。 现有生产无标签瓶装饮料瓶身有如下几种 方式， 第一种 是通过在单层或 多层材料 的瓶坯上进行表面刻蚀或者产生内部气泡， 生成若干较小的图案， 这些图案经过 吹塑之后放大， 形成较大的图案， 毛刺和气泡在吹塑过程中变得更为平滑， 可以获得相对较 好的外观效果。 第二种方式则是通过在挤 塑生产PET瓶坯时加入特殊的色母粒子， 这些粒子 对特定波长激光敏感， 当被激光照射后， 可以改变颜色。 第三种是采用最为常见的二氧化碳 激光打标机在吹塑好的P ET瓶身上打印少量信息， 例如产品名称以及生产日期等， 而将完整 的信息打印在纸盒箱上， 饮料通常不单瓶销售。 二氧化碳激光通过激光焦点处的高温气化 刻蚀瓶身， 表面毛刺感强， 笔画不精细， 不适合大范围打印图案， 因而只能获得相对简陋的 外观。 第四种方式是采用普通紫外激光或准分子激光， 将单脉冲 功率降低至烧蚀能量以下， 并控制光斑位置使得若干个脉冲重复刻蚀同一个位置， 通过累加的光热效应和光化学效 应， 进而产生结晶微结构、 聚合物分解和表面 碳化， 最终实现材料变色。 [0003]用于实际生产时， 第一种方式通常只能实现粗线条 图案， 而且瓶坯在吹塑成最终 瓶身的过程中的变形影响因素较多， 批量生产一致性难以保证， 而第二种 方式需要添加色 母粒子， 增加了材料成本， 且 可能降低 PET瓶透明度。 第三种方式生产的瓶身缺乏辨识度， 只 适合整箱销售。 而第四种 方式一般要求同一个标记点叠加约10个脉冲甚至数十个脉冲， 因 此对重叠定位精度要求高， 目前只在实验室中用于静态加工。 因此， 饮料企业希望不需要增 加色母粒子， 直接使用激光在瓶身上高速高效的生成精细图案和信息的无 标签化技术。 发明内容 [0004]为了克服上述现有技术的不足， 本发明提供了一种PET塑料瓶高速激光打印系统 及方法。 本发明旨在解决上述第三种 方式和第四种方式中存在的问题， 即第三种 方式采用 大功率脉冲对材料表面进行直接烧蚀去除， 无法留下黑色标记； 而第四种 方式中传统紫外 激光器效率低， 无法快速绘制有连续线条的图案 。 更具体的， 本发明所采用的技 术方案是： 本发明提供一种PET塑料瓶高速激光打印系统， 包括旋转装置和激光器， 所述旋转 装置用以装夹塑料瓶， 并带动塑料瓶旋转； 所述激光器为高频紫外激光器， 输出高频紫外激 光， 照射到塑料瓶表面需要黑 化的标记点 位置， 实现对塑料瓶的激光打印。 [0005]进一步地， 所述旋转装置设有角 度传感器， 所述角 度传感器用以输出塑料瓶的转说　明　书 1/5 页 3 CN 115229344 A 3