二氧化碳（CO₂）激光打标机是利用 CO₂气体激光器产生的红外激光（波长通常为 10.6μm）对材料进行标记的设备，凭借对非金属材料的高效加工能力，广泛应用于包装、皮革、木材、玻璃等行业。以下从工作原理、核心构成、适用场景、技术特点等方面详细介绍：

一、工作原理

CO₂激光打标机的核心是CO₂气体激光器：

激光器内的 CO₂气体在电激励作用下，形成受激辐射，产生波长 10.6μm 的红外激光。

激光束经光路系统（反射镜、聚焦镜）聚焦后，能量高度集中于材料表面。

当激光能量作用于材料时，通过汽化、碳化或化学改性（不同材料反应不同），在表面形成永久性标记（如文字、图案、二维码等），无需接触材料，属于非接触式加工。

二、核心构成

CO₂激光器：

核心部件，决定激光功率（常见 5-100W）和稳定性。按结构分为玻璃管激光器（成本低、寿命约 8000-15000 小时）和金属管激光器（密封性好、寿命可达 30000 小时以上，适合工业级长期使用）。

光路系统：

包括反射镜（改变激光传播方向）和聚焦镜（将激光聚焦为极小光斑，光斑越小，标记精度越高，通常聚焦后光斑直径可至 0.1-0.5mm）。

控制系统：

由电脑软件（如 CorelDRAW、专用打标软件）和运动控制卡组成，支持导入矢量图形、文字，可调节打标速度（50-1000mm/s）、深度等参数，实现自动化标记。

冷却系统：

激光器工作时会发热，需冷却以保证稳定性。小功率机型（≤30W）多采用风冷；大功率机型（≥50W）需水冷（冷水机），避免温度过高导致激光功率衰减。

三、适用材料与典型应用

CO₂激光打标机对非金属材料的吸收性极强，是其主要应用领域，具体包括：

包装行业：食品 / 药品包装袋（PET、OPP 膜）、纸盒、塑料瓶（PE、PP）打标生产日期、批号、追溯码。

皮革与纺织：皮鞋、箱包的品牌 logo、尺码标记；布料、毛绒玩具的图案、水洗标（无油墨，环保耐用）。

木材与纸质：木板、竹制品的纹理图案、文字；贺卡、书籍的防伪标记、编号。

玻璃与陶瓷：玻璃杯、陶瓷餐具的 logo、装饰图案（通过表面微熔形成白痕，不损伤基材）。

橡胶与复合材料：轮胎侧面的规格参数、密封圈的标识（标记清晰且耐磨损）。

注：对金属材料吸收性差，一般不用于金属打标（需光纤激光打标机）。

四、技术特点

优势：

标记效果好：非金属材料上标记清晰、精细，最小可打 0.1mm 的文字，适合复杂图案和微小标识。

环保无耗材：无需油墨、颜料等耗材，加工过程无废气、废液，符合食品、医疗等行业的环保要求。

适用范围广：几乎覆盖所有非金属材料，且非接触式加工不会压伤、变形脆性材料（如玻璃、陶瓷）。

运行成本低：除激光器寿命到期后需更换外，无其他频繁消耗品，维护简单（定期清洁镜头、检查光路即可）。

局限性：

材料限制：对金属、部分高反光塑料（如 PTFE）标记效果差或无法标记。

深度有限：标记深度较浅（通常 0.01-0.1mm），若需深雕（如木材深雕刻），需大功率机型多次加工。

激光器寿命差异：玻璃管激光器寿命较短，长期使用需考虑更换成本；金属管虽耐用，但初期采购成本较高。