Máy khắc laser sợi quang khắc chính xác cho kim loại công nghiệp nhựa
Hiển thị chi tiết
Hiển thị video
Giới thiệu về máy khắc laser sợi quang
Máy khắc laser sợi quang là hệ thống khắc không tiếp xúc, có độ chính xác cao, sử dụng nguồn laser sợi quang để khắc, khắc hoặc dán nhãn vĩnh viễn nhiều loại vật liệu khác nhau. Những máy này đã trở nên phổ biến rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp do tốc độ, độ tin cậy và chất lượng khắc vượt trội.
Nguyên lý hoạt động bao gồm việc hướng chùm tia laser công suất cao, được tạo ra thông qua sợi quang, vào bề mặt của vật liệu mục tiêu. Năng lượng laser tương tác với bề mặt, dẫn đến sự thay đổi vật lý hoặc hóa học tạo ra các dấu hiệu có thể nhìn thấy. Các ứng dụng điển hình bao gồm logo, số sê-ri, mã vạch, mã QR và văn bản trên kim loại (như thép không gỉ, nhôm và đồng thau), nhựa, gốm sứ và vật liệu phủ.
Laser sợi quang được biết đến với tuổi thọ hoạt động dài—thường vượt quá 100.000 giờ—và yêu cầu bảo trì tối thiểu. Chúng cũng có chất lượng chùm tia cao, cho phép đánh dấu siêu mịn, độ phân giải cao, ngay cả trên các thành phần nhỏ. Hơn nữa, máy tiết kiệm năng lượng và tỏa ra nhiệt tối thiểu, giảm nguy cơ biến dạng vật liệu.
Máy khắc laser sợi quang được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, hàng không vũ trụ, sản xuất thiết bị y tế, điện tử và trang sức. Khả năng tạo ra các dấu hiệu vĩnh viễn, chống giả mạo khiến chúng trở nên lý tưởng cho mục đích truy xuất nguồn gốc, tuân thủ và xây dựng thương hiệu.
Nguyên lý hoạt động của máy khắc laser sợi quang
Máy khắc laser sợi quang hoạt động dựa trên các nguyên lý tương tác quang nhiệt laser và hấp thụ vật liệu. Hệ thống sử dụng chùm tia laser năng lượng cao được tạo ra bởi nguồn laser sợi quang, sau đó được hướng và tập trung vào bề mặt vật liệu để tạo ra các dấu hiệu vĩnh viễn thông qua quá trình gia nhiệt cục bộ, làm nóng chảy, oxy hóa hoặc cắt bỏ vật liệu.
Cốt lõi của hệ thống là chính laser sợi quang, sử dụng cáp quang pha tạp—thường được truyền các nguyên tố đất hiếm như ytterbi (Yb3+)—làm môi trường laser. Điốt bơm đưa ánh sáng vào sợi quang, kích thích các ion và tạo ra sự phát xạ kích thích của ánh sáng laser đồng nhất, thường ở phạm vi bước sóng hồng ngoại 1064 nm. Bước sóng này có hiệu quả cao khi tương tác với kim loại và một số loại nhựa.
Sau khi tia laser được phát ra, một bộ gương quét điện kế sẽ nhanh chóng dẫn chùm tia hội tụ qua bề mặt của vật thể mục tiêu theo các đường dẫn được lập trình sẵn. Năng lượng của chùm tia được bề mặt vật liệu hấp thụ, gây ra hiện tượng gia nhiệt cục bộ. Tùy thuộc vào thời gian và cường độ tiếp xúc, điều này có thể dẫn đến đổi màu bề mặt, khắc, ủ hoặc thậm chí là vi phá hủy.
Vì đây là quy trình không tiếp xúc nên laser sợi quang không tác dụng bất kỳ lực cơ học nào, do đó bảo toàn được tính toàn vẹn và kích thước của các thành phần tinh tế. Việc đánh dấu có độ chính xác cao và quy trình có thể lặp lại, khiến nó trở nên lý tưởng cho môi trường sản xuất hàng loạt.
Tóm lại, máy khắc laser sợi quang hoạt động bằng cách tập trung chùm tia laser năng lượng cao, được kiểm soát chính xác vào vật liệu để thay đổi đặc điểm bề mặt của chúng. Điều này tạo ra các dấu hiệu tương phản cao, vĩnh viễn, chống mài mòn, hóa chất và nhiệt độ cao.
Tham số
| Tham số | Giá trị |
|---|---|
| Loại Laser | Laser sợi quang |
| Bước sóng) | 1064nm |
| Tỷ lệ lặp lại) | 1,6-1000KHz |
| Công suất đầu ra) | 20~50W |
| Chất lượng chùm tia, M² | 1.2~2 |
| Năng lượng xung đơn tối đa | 0,8mJ |
| Tổng công suất tiêu thụ | ≤0,5KW |
| Kích thước | 795 * 655 * 1520mm |
Các trường hợp sử dụng đa dạng cho máy khắc laser sợi quang
Máy khắc laser sợi quang được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để tạo ra các dấu hiệu chi tiết, bền và vĩnh viễn trên bề mặt kim loại và phi kim loại. Hoạt động tốc độ cao, nhu cầu bảo trì thấp và quy trình đánh dấu thân thiện với môi trường khiến chúng trở thành công cụ không thể thiếu trong các dây chuyền sản xuất tiên tiến và các cơ sở sản xuất chính xác.
1. Sản xuất công nghiệp:
Trong môi trường sản xuất công nghiệp nặng, laser sợi quang được sử dụng để đánh dấu các công cụ, bộ phận máy móc và cụm sản phẩm bằng số sê-ri, số bộ phận hoặc dữ liệu kiểm soát chất lượng. Các dấu hiệu này đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc sản phẩm trong toàn bộ chuỗi cung ứng và tăng cường nỗ lực theo dõi bảo hành và đảm bảo chất lượng.
2. Đồ điện tử tiêu dùng:
Do thiết bị được thu nhỏ, ngành công nghiệp điện tử cần các dấu cực kỳ nhỏ nhưng có thể đọc được. Laser sợi quang cung cấp điều này thông qua khả năng đánh dấu siêu nhỏ cho điện thoại thông minh, ổ USB, pin và chip bên trong. Việc đánh dấu sạch, không tỏa nhiệt đảm bảo không ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị.
3. Chế tạo kim loại và gia công tấm:
Bộ xử lý kim loại tấm sử dụng máy khắc laser sợi quang để áp dụng các chi tiết thiết kế, logo hoặc thông số kỹ thuật trực tiếp lên thép không gỉ, thép cacbon và tấm nhôm. Các ứng dụng này được thấy rộng rãi trong đồ dùng nhà bếp, phụ kiện xây dựng và sản xuất thiết bị.
4. Sản xuất thiết bị y tế:
Đối với kéo phẫu thuật, cấy ghép chỉnh hình, dụng cụ nha khoa và ống tiêm, tia laser sợi quang tạo ra các dấu hiệu chống khử trùng tuân thủ các quy định của FDA và quốc tế. Bản chất chính xác, không tiếp xúc của quy trình đảm bảo không làm hỏng hoặc nhiễm bẩn bề mặt y tế.
5. Ứng dụng hàng không vũ trụ và quân sự:
Độ chính xác và độ bền là yếu tố thiết yếu trong quốc phòng và hàng không vũ trụ. Các thành phần như thiết bị bay, bộ phận tên lửa và khung vệ tinh được đánh dấu bằng số lô, chứng nhận tuân thủ và ID duy nhất bằng laser sợi quang, đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc trong các môi trường quan trọng của nhiệm vụ.
6. Cá nhân hóa đồ trang sức và khắc tinh xảo:
Các nhà thiết kế trang sức dựa vào máy laser sợi quang để tạo ra văn bản phức tạp, số sê-ri và hoa văn thiết kế trên các mặt hàng kim loại quý. Điều này cho phép thực hiện các dịch vụ khắc theo yêu cầu, xác thực thương hiệu và nhận dạng chống trộm.
7. Ngành điện và cáp:
Đối với việc đánh dấu trên vỏ cáp, công tắc điện và hộp nối, tia laser sợi quang cung cấp các ký tự sạch và chống mài mòn, rất cần thiết cho nhãn an toàn, định mức điện áp và dữ liệu tuân thủ.
8. Bao bì thực phẩm và đồ uống:
Mặc dù theo truyền thống không liên quan đến kim loại, một số vật liệu đóng gói thực phẩm, đặc biệt là lon nhôm hoặc sản phẩm bọc giấy bạc, có thể được đánh dấu bằng tia laser sợi quang để biết ngày hết hạn, mã vạch và logo thương hiệu.
Nhờ khả năng thích ứng, hiệu quả và tuổi thọ cao, hệ thống khắc laser sợi quang đang ngày càng được tích hợp nhiều hơn vào các dây chuyền sản xuất tự động, nhà máy thông minh và hệ sinh thái Công nghiệp 4.0.
Những câu hỏi thường gặp (FAQ) về máy khắc laser sợi quang
1. Máy khắc laser sợi quang có thể khắc trên những vật liệu nào?
Máy đánh dấu laser sợi quang hiệu quả nhất trên các kim loại như thép không gỉ, nhôm, đồng, đồng thau, titan và vàng. Chúng cũng có thể được sử dụng trên một số loại nhựa (như ABS và PVC), gốm sứ và vật liệu phủ. Tuy nhiên, chúng không phù hợp với các vật liệu hấp thụ ít hoặc không hấp thụ ánh sáng hồng ngoại, chẳng hạn như kính trong suốt hoặc gỗ hữu cơ.
2. Dấu vết laser có tồn tại lâu dài không?
Các dấu laser được tạo ra bởi laser sợi quang là vĩnh viễn và có khả năng chống mài mòn, ăn mòn và nhiệt độ cao. Chúng sẽ không phai hoặc dễ dàng bị xóa trong điều kiện sử dụng bình thường, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho việc truy xuất nguồn gốc và chống hàng giả.
3. Máy có an toàn để vận hành không?
Có, máy khắc laser sợi quang thường an toàn khi vận hành đúng cách. Hầu hết các hệ thống đều được trang bị vỏ bảo vệ, công tắc liên động và chức năng dừng khẩn cấp. Tuy nhiên, vì bức xạ laser có thể gây hại cho mắt và da, nên điều quan trọng là phải tuân thủ tất cả các hướng dẫn an toàn và đeo thiết bị bảo vệ phù hợp, đặc biệt là với máy loại hở.
4. Máy có cần vật tư tiêu hao nào không?
Không, laser sợi quang được làm mát bằng không khí và không yêu cầu bất kỳ vật liệu tiêu hao nào như mực, dung môi hoặc khí. Điều này làm cho chi phí vận hành rất thấp trong thời gian dài.
5. Tia laser sợi quang có tuổi thọ bao lâu?
Một nguồn laser sợi quang thông thường có tuổi thọ hoạt động dự kiến là 100.000 giờ hoặc hơn khi sử dụng bình thường. Đây là một trong những loại laser có tuổi thọ dài nhất trên thị trường, mang lại độ bền và độ tin cậy đặc biệt.
6. Máy laser có thể khắc sâu vào kim loại không?
Có. Tùy thuộc vào công suất của laser (ví dụ: 30W, 50W, 100W), laser sợi quang có thể thực hiện cả đánh dấu bề mặt và khắc sâu. Cần có mức công suất cao hơn và tốc độ đánh dấu chậm hơn để khắc sâu hơn.
7. Định dạng tập tin nào được hỗ trợ?
Hầu hết các máy laser sợi quang đều hỗ trợ nhiều định dạng tệp vector và hình ảnh, bao gồm PLT, DXF, AI, SVG, BMP, JPG và PNG. Các tệp này được sử dụng để tạo đường dẫn đánh dấu và nội dung thông qua phần mềm được cung cấp kèm theo máy.
8. Máy có tương thích với hệ thống tự động hóa không?
Có. Nhiều hệ thống laser sợi quang có cổng I/O, giao diện RS232 hoặc Ethernet để tích hợp vào dây chuyền sản xuất tự động, robot hoặc hệ thống băng tải.
9. Cần bảo trì những gì?
Máy laser sợi quang cần bảo trì rất ít. Các công việc thường xuyên có thể bao gồm vệ sinh ống kính và loại bỏ bụi khỏi khu vực đầu quét. Không có bộ phận nào cần thay thế thường xuyên.
10. Máy có thể đánh dấu bề mặt cong hoặc không đều không?
Máy laser sợi quang tiêu chuẩn được tối ưu hóa cho bề mặt phẳng, nhưng với các phụ kiện như thiết bị quay hoặc hệ thống lấy nét động 3D, có thể khắc trên bề mặt cong, hình trụ hoặc không bằng phẳng với độ chính xác cao.
