ما الذي يجب أن تعرفه قبل شراء آلة الوسم بالليزر؟

ما هي آلة الوسم بالليزر؟

الليزر وسم هي طريقة لوضع علامات على أنواع مختلفة من الأشياء باستخدام الليزر. ومبدأ وضع العلامات بالليزر هو أن شعاع الليزر يعدل بطريقة ما المظهر البصري للسطح الذي يضربه. ويمكن أن يحدث هذا من خلال مجموعة متنوعة من الآليات:

1. إزالة المواد (النقش بالليزر)؛ وفي بعض الأحيان إزالة بعض الطبقات السطحية الملونة.

2. صهر المعدن ، وبالتالي تعديل بنية السطح.

3. الاحتراق الطفيف (التفحيم) مثلًا للورق، أو الكرتون، أو الخشب، أو البوليمرات.

4. تحويل (مثل التبييض) الصبغات (إضافات الليزر الصناعية) في مادة بلاستيكية.

5. تمدد البوليمر، إذا تبخرت بعض المواد المضافة على سبيل المثال.

6. إنشاء هياكل سطحية مثل الفقاعات الصغيرة.

من خلال مسح شعاع الليزر (على سبيل المثال باستخدام مرآتين متحركتين)، من الممكن كتابة الحروف والرموز والرموز الشريطية والرسومات الأخرى بسرعة، باستخدام مسح متجه أو مسح نقطي. هناك طريقة أخرى وهي استخدام قناع يتم تصويره على قطعة العمل (وضع العلامات الإسقاطية، ووضع العلامات على القناع). هذه الطريقة بسيطة وأسرع (يمكن تطبيقها حتى على قطع العمل المتحركة) ولكنها أقل مرونة من المسح الضوئي.

"الوسم بالليزر" هو وضع علامات أو تسميات على قطع العمل والمواد باستخدام شعاع الليزر. وفي هذا الصدد، يتم التمييز بين عمليات مختلفة، مثل النقش والإزالة والتلوين والتلدين والرغوة. واعتمادًا على المادة ومتطلبات الجودة، فإن كل من هذه الإجراءات لها مزاياها وعيوبها.

كيف تعمل آلة الوسم بالليزر؟

أساسيات تقنية الليزر

تتكون جميع أجهزة الليزر من 3 مكونات:

1. مصدر مضخة خارجي.

2. وسط الليزر النشط.

3. الرنان.

يقوم مصدر المضخة بتوجيه الطاقة الخارجية إلى الليزر.

يقع وسط الليزر النشط على الجانب الداخلي من الليزر. اعتمادًا على التصميم، يمكن أن يتكون وسط الليزر من خليط غازي (CO2 الليزر، أو جسم بلوري (ليزر YAG) أو ألياف زجاجية (ليزر الألياف). عندما يتم تغذية الطاقة إلى وسط الليزر من خلال المضخة، فإنه ينبعث منه الطاقة في شكل إشعاع.

يقع وسط الليزر النشط بين مرآتين، "المرنان". إحدى هاتين المرآتين عبارة عن مرآة أحادية الاتجاه. يتم تضخيم إشعاع وسط الليزر النشط في الرنان. في نفس الوقت، يمكن فقط لإشعاع معين أن يغادر الرنان عبر المرآة أحادية الاتجاه. هذا الإشعاع المجمع هو إشعاع الليزر.

فوائد آلة الوسم بالليزر

وضع علامات عالية الدقة بجودة ثابتة

بفضل الدقة العالية للوسم بالليزر، ستصبح الرسومات الدقيقة للغاية والخطوط ذات النقطة الواحدة والأشكال الهندسية الصغيرة واضحة وقابلة للقراءة. وفي الوقت نفسه، يضمن الوسم بالليزر الحصول على نتائج عالية الجودة باستمرار.

سرعة عالية في وضع العلامات

تعد عملية وضع العلامات بالليزر واحدة من أسرع عمليات وضع العلامات المتاحة في السوق. وهذا يؤدي إلى زيادة الإنتاجية وتوفير التكاليف أثناء التصنيع. واعتمادًا على بنية المادة وحجمها، يمكن استخدام مصادر ليزر مختلفة (مثل ليزر الألياف) أو آلات الليزر (مثل ليزر الجلفنة) لزيادة السرعة بشكل أكبر.

وضع علامات متينة

إن النقش بالليزر دائم وفي نفس الوقت مقاوم للتآكل والحرارة والأحماض. واعتمادًا على إعدادات معلمات الليزر، يمكن أيضًا وضع علامة على مواد معينة دون إتلاف السطح.

تطبيقات آلة التعليم بالليزر

تتمتع آلة الوسم بالليزر بمجموعة كبيرة ومتنوعة من التطبيقات:

1. إضافة أرقام الأجزاء وتواريخ "الاستخدام بحلول" وما شابه ذلك على عبوات الطعام والزجاجات وما إلى ذلك.

2. إضافة معلومات يمكن تتبعها لمراقبة الجودة.

3. تعليم لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) والمكونات الإلكترونية والكابلات.

4. طباعة الشعارات والباركود وغيرها من المعلومات على المنتجات.

بالمقارنة مع تقنيات العلامات الأخرى مثل الطباعة بنفث الحبر والعلامات الميكانيكية، فإن العلامات بالليزر لها عدد من المزايا، مثل سرعات المعالجة العالية جدًا، وتكلفة التشغيل المنخفضة (عدم استخدام المواد الاستهلاكية)، والجودة العالية المستمرة ومتانة النتائج، وتجنب التلوث، والقدرة على كتابة ميزات صغيرة جدًا، والمرونة العالية جدًا في الأتمتة.

غالبًا ما تتميز المواد البلاستيكية والخشب والكرتون والورق والجلد والأكريليك بانخفاض الطاقة نسبيًا CO2 الليزر. بالنسبة للأسطح المعدنية، تكون هذه الليزرات أقل ملاءمة بسبب الامتصاص الصغير عند أطوالها الموجية الطويلة (حوالي 10 ميكرومتر)؛ أطوال موجات الليزر مثلًا في منطقة 1 ميكرومتر، كما يمكن الحصول عليها مثلًا باستخدام ليزر Nd:YAG المضخوخ بالمصباح أو الصمام الثنائي (عادةً ما يكون Q-switched) أو باستخدام ليزر الألياف، تكون أكثر ملاءمة. تتراوح قوى الليزر النموذجية المستخدمة في الوسم من 10 إلى 100 وات. يمكن أن تكون الأطوال الموجية الأقصر مثل 532 نانومتر، مثل تلك التي يتم الحصول عليها عن طريق مضاعفة تردد ليزر YAG، مفيدة، ولكن مثل هذه المصادر ليست دائمًا تنافسية اقتصاديًا. بالنسبة لوسم المعادن مثل الذهب، الذي يكون امتصاصه منخفضًا للغاية في المنطقة الطيفية 1 ميكرومتر، تكون أطوال موجات الليزر القصيرة ضرورية.

المعادن

الفولاذ المقاوم للصدأ، والألمنيوم، والذهب، والفضة، والتيتانيوم، والبرونز، والبلاتين أو النحاس

لقد كان الليزر مفيدًا لسنوات عديدة، وخاصةً عندما يتعلق الأمر بالنقش بالليزر ووضع العلامات على المعادن. لا يمكن وضع علامات دقيقة وواضحة وسريعة على المعادن اللينة فقط، مثل الألومنيوم، ولكن يمكن أيضًا وضع علامات على الفولاذ أو السبائك الصلبة جدًا باستخدام الليزر. مع بعض المعادن، مثل سبائك الفولاذ، من الممكن أيضًا وضع علامات مقاومة للتآكل دون إتلاف بنية السطح باستخدام علامات التلدين. يتم وضع علامات على المنتجات المصنوعة من المعدن بالليزر في مجموعة واسعة من الصناعات.

البلاستيك

البولي كربونات (PC)، البولي أميد (PA)، البولي إيثيلين (PE)، البولي بروبيلين (PP)، أكريلونيتريل بوتادين ستايرين كوبوليمر (ABS)، البولي إيميد (PI)، البوليسترين (PS)، بولي ميثيل ميتاكريلات (PMMA)، البوليستر (PES)

يمكن وضع علامات على البلاستيك أو نقشه باستخدام الليزر بعدة طرق. باستخدام ليزر الألياف، يمكنك وضع علامات على العديد من أنواع البلاستيك المختلفة المستخدمة تجاريًا، مثل البولي كربونات، وABS، والبولي أميد، والعديد من الأنواع الأخرى بلمسة نهائية دائمة وسريعة وعالية الجودة. وبفضل أوقات الإعداد المنخفضة والمرونة التي يوفرها ليزر الوسم، يمكنك وضع علامات حتى على أحجام الدفعات الصغيرة بشكل اقتصادي.

المواد العضوية

تتطلب المواد العضوية حلولاً خاصة من أجل توفير علامات دائمة ذات خطوط واضحة لها. يقوم خبراؤنا بتطوير أنظمة العلامات بالليزر التي تلبي هذا المطلب بشكل مثالي. أنظمة يمكن التحكم في شدتها للحفاظ على توليد الحرارة ضمن الحدود المرغوبة.

زجاج وسيراميك

تفرض مواد مثل الزجاج والسيراميك متطلبات صارمة على عملائنا والصناعات التي يعملون فيها. ولهذا الغرض، STYLECNC طورت تقنية قادرة على تطبيق علامات عالية التباين وخالية من الشقوق على الزجاج.

عمليات مختلفة لآلة الوسم بالليزر

علامات التلدين

تعد عملية وضع العلامات باستخدام التلدين نوعًا خاصًا من عمليات الحفر بالليزر للمعادن. يتسبب تأثير الحرارة الناتج عن شعاع الليزر في حدوث عملية أكسدة أسفل سطح المادة، مما يؤدي إلى تغير لون سطح المعدن.

النقش بالليزر

أثناء عملية النقش بالليزر، يتم إذابة سطح قطعة العمل وتبخيره بالليزر. وبالتالي، يقوم شعاع الليزر بإزالة المادة. والطباعة الناتجة على السطح هي عملية النقش.

إزالة

أثناء الإزالة، يزيل شعاع الليزر الطبقات العلوية المطبقة على الركيزة. وينتج تباين نتيجة للألوان المختلفة للطبقة العلوية والركيزة. وتشمل المواد الشائعة التي يتم تمييزها بالليزر عن طريق إزالة المادة الألومنيوم المؤكسد والمعادن المطلية والرقائق والأفلام أو الصفائح.

رغوة

أثناء عملية الرغوة، يذيب شعاع الليزر المادة. وخلال هذه العملية، تتكون فقاعات غازية في المادة، والتي تعكس الضوء بشكل منتشر. وبالتالي، ستصبح العلامة أفتح من المناطق التي لم يتم نقشها. ويستخدم هذا النوع من علامات الليزر بشكل أساسي للبلاستيك الداكن.

التفحيم

يتيح التفحيم الحصول على تباينات قوية على الأسطح الساطعة. أثناء عملية التفحيم، يقوم الليزر بتسخين سطح المادة (بحد أدنى 100 درجة مئوية) وينبعث الأكسجين أو الهيدروجين أو مزيج من الغازين. ما يتبقى هو منطقة داكنة ذات تركيز أعلى من الكربون.

يمكن استخدام عملية الكربنة للبوليمرات أو البوليمرات الحيوية مثل الخشب أو الجلد. ونظرًا لأن الكربنة تؤدي دائمًا إلى ظهور علامات داكنة، فإن التباين على المواد الداكنة سيكون ضئيلًا إلى حد ما.

نقش اللون

النقش الملون هو عملية وضع علامات تستخدم مصدر ليزر الألياف MOPA لوضع علامات على اللون على سطح معدني مثل الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم وما إلى ذلك. يشير MOPA إلى تكوين يتكون من ليزر رئيسي (أو ليزر بذرة) ومكبر بصري لتعزيز طاقة الإخراج.

3D وسم

استخدم 3D نظام وضع العلامات بالليزر يتم التحكم في عدسة الشعاع الموسع الضوئي من خلال برنامج التحكم في الحركة الترددية عالية السرعة في اتجاه المحور البصري، والتعديل الديناميكي لطول البؤرة لشعاع الليزر، مما يجعل البقعة البؤرية في مواقع مختلفة على سطح قطعة العمل تبقى موحدة، وذلك لتحقيق 3D السطح، دقة سطح معالجة الليزر.