با انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری آشنا شوید
دستگاه های برش لیزری و حکاکی لیزری دو دستگاه پرکاربرد در صنایع مختلف هستند که هدف جفتشان، متمرکز کردن پرتو لیزر بر روی سطح مواد فلزی و غیرفلزی به منظور ایجاد برش یا خراش است. این دستگاه ها از نظر انواع هم تقریبا مشابه هم هستند. در واقع نحوه عملکرد هر دو دستگاه یکی است، فقط برش لیزری با توان بالا، امکان جدا کردن دقیق و تمیز قطعات از یکدیگر را بدون تماس فیزیکی فراهم می کند و حکاکی لیزری با کنترل توان و زمان تابش، برای ایجاد طرح و نوشته روی سطوح کاربرد دارد. اگر می خواهید بدانید انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری چرا به وجود آمده اند و از هر کدام چه ویژگی هایی دارند، ما در حک گستر به سوالتان پاسخ خواهیم داد.
انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری
دستگاه های برش و حکاکی لیزری مثل دستگاه حکاکی ضربه ای نیستند که به دو نوع پرتابل و ثابت خلاصه شوند، بلکه بر اساس نوع لیزر، متفاوت هستند. در ادامه شما را با تک تک آنها آشنا خواهیم کرد.
دستگاه برش و حکاکی لیزری CO₂ (مناسب غیرفلزات)
لیزر CO₂ یکی از اولین و محبوب‌ترین انواع دستگاه های لیزر گازی است که هنوز هم در صنایع مختلف کاربرد گسترده ای دارد. این دستگاه با تولید پرتوی مادون قرمز که ناشی از مخلوط گازهای دی اکسید برن، نیتروژن و هلیوم است، در محدوده طول موج ۹.۶ تا ۱۰.۶ میکرومتر، امکان برش و حکاکی دقیق مواد مختلف را فراهم می کند.
نحوه عملکرد این دستگاه اینطور است که پرتو لیزر از طریق چند آینه و لنز هدایت و در نهایت بر روی سطح مورد نظر متمرکز می شود. این تمرکز باعث ایجاد حرارت شدید در یک نقطه کوچک می شود که یا باعث تبخیر (برای برش) یا ایجاد علامت (برای حکاکی) روی متریال می شود. حرکت سر لیزر یا قطعه کار توسط سیستم CNC کنترل می شود تا طرح مورد نظر با دقت اجرا شود.
خوشبختانه حکاکی لیزری CO₂ جز انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری است که برای برش یا حکاکی بر روی چوب، پلاستیک، پلکسی، مقوا و ساخت قالب های بسته بندی استفاده می شود. در صنایع دکوراسیون داخلی هم از آن برای ساخت قطعات پیچیده، مبلمان، قاب ها و وسایل تزئینی بهره گرفته می شود. همچنین در صنایع پوشاک و مد برای برش پارچه های ظریف مثل ابریشم یا حکاکی روی محصولات چرمی کاربرد دارد. حتی در حوزه پزشکی و دندان پزشکی، برای ساخت قطعات ظریف یا حکاکی روی ابزارها هم می توان از این دستگاه استفاده کرد.
لازم به ذکر است که تشخیص اینکه از چه دستگاه لیزری برای چه کاربردهایی می توان استفاده کرد، دشوار است. توصیه ما این است با تماس با کارشناسان حک گستر و دادن مشخصات حوزه ای که می خواهید در آن از این دستگاه برش یا حکاکی استفاده کنید، بدهید و راهنمایی دقیق بگیرید.
مزایا و معایب دستگاه برش و حکاکی لیزری CO₂
از جمله مزیت های این دستگاه حکاکی لیزری ، دقت بسیار بالا و برش بدون تماس مکانیکی است که باعث جلوگیری از فرسایش ابزار و آسیب به سطح می شود. این ویژگی لیزر CO₂، آن را به گزینه ای مناسب برای حکاکی جزییات دقیق لوگوها، متن ها و الگوهای هنری تبدیل کرده است.
با وجود این مزایا، ایرادهایی هم وجود دارد. مثل اینکه لیزر CO₂ برای برش فلزات مناسب نیست و برای این کار معمولاً از لیزرهای فایبر یا دیود استفاده می شود. همچنین این دستگاه ها نیازمند نگهداری منظم هستند. یعنی سیستم خنک کننده، لنزها و آینه ها باید تمیز نگه داشته شوند و لوله لیزر پس از حدود ۲۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ ساعت کار، بسته به برند و کیفیت، نیاز به تعویض دارد. مصرف برق و هزینه اولیه این دستگاه ها هم نسبتاً بالا است.
دستگاه برش و حکاکی لیزری فایبری
دستگاه فایبر یا فیبر لیزری یکی از پیشرفته ترین انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری صنعتی برای انجام عملیات دقیق و سریع بر روی متریال فلزی و برخی مواد غیرفلزی است. این دستگاه به کمک فیبر نوری به عنوان محیط تقویت کننده، پرتو لیزری با طول موج ۱۰۶۴ نانومتر تولید می کند که به طور خاص به منظور جذب حداکثری توسط فلزات طراحی شده است. این ویژگی باعث شده است که دستگاه فایبر برای حکاکی و برش فلزاتی مثل فولاد، استیل، مس، آلومینیوم، طلا و نقره بسیار مؤثر باشد.
اگر در مورد نحوه کارکرد دستگاه حکاکی روی فلزات آشنا باشید، می دانید که به طور کلی تمام دستگاه های مناسب حکاکی روی فلز، مناسب صنایع مختلفی مثل خودروسازی، تولید قطعات الکترونیکی، ساخت ابزارآلات، جواهرسازی، تولید قطعات پزشکی و دندان‌پزشکی هستند. فایبر لیزری هم از این قاعده مستثنی نیست و برای حکاکی دقیق بر روی قطعات فلزی، تولید قطعات با جزئیات بالا و مارک زنی روی محصولات صنعتی ساخته شده است.
مزایا و معایب دستگاه برش و حکاکی لیزری فایبر (مناسب فلزات)
از مزایای برجسته دستگاه های لیزر فایبر، دقت بسیار بالا و سرعت بالای آنها است. این دستگاه ها قادر به حکاکی با دقتی در حدود ۰.۰۰۱ میلیمتر هستند و می توانند با سرعتی تا ۷۰۰۰ میلیمتر بر ثانیه عملیات را انجام دهند. این ویژگی هاست که آنها را برای تولید قطعات پیچیده، حکاکی بارکد، شماره سریال، لوگو و متن‌های ریز بسیار مناسب کرده است.
از دیگر مزایای دستگاه های لیزر فایبر می توان به عمر طولانی منبع لیزر اشاره کرد. این دستگاه ها معمولاً نگهداری پیچیده ای ندارند و عمر مفید منبع لیزر آنها می تواند به ۱۰۰۰۰۰ ساعت برسد. این ویژگی باعث کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش بهره وری در طول زمان می شود.
دو نمونه از ایرادهایی که می توان به انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری وارد کرد، این است که برای برش و حکاکی مواد غیرفلزی مثل چوب، پلاستیک و پارچه مناسب نیستند. برای این مواد، دستگاه های لیزر CO₂ یا UV مناسب تر هستند. همچنین، استفاده از این دستگاه ها نیازمند آموزش و تجربه کافی است تا ایمنی و بازدهی دستگاه تضمین شود.
دستگاه برش و حکاکی لیزری دیودی
دستگاه برش و حکاکی لیزری دیودی نوعی فناوری پیشرفته است که از یک نیمه هادی (دیود) برای تولید پرتو لیزر استفاده می کند. این پرتو به صورت متمرکز روی سطح ماده تابیده شده و برش یا حکاکی دقیق را بدون تماس فیزیکی انجام می دهد. از آنجا که دستگاه های دیودی کوچک و جمع و جور هستند، برای فضاهای کوچک و کارگاه های خانگی مناسب هستند و در مقایسه با لیزرهای CO₂ و فایبر، مصرف انرژی کمی دارند و قیمت اولیه شان پایین تر است.
از نظر کاربرد، این دستگاه ها در مواردی مثل حکاکی لوگو و اشکال تزئینی، ساخت هدایای شخصی سازی شده، تولید تابلوهای تبلیغاتی، کارهای هنری و صنایع دستی بسیار پرطرفدار هستند. همچنین برای پروژه های آموزشی و ساخت مدل های کوچک در هنر و صنعت هم کاربرد زیادی دارند. با این حال، هنگام مواجهه با مواد ضخیم یا متریالی که نیاز به برش صنعتی دارند، دستگاه هایی مثل لیزر CO₂ بهتر عمل می کنند، زیرا توان و سرعت بیشتری دارند.
مزایا و معایب دستگاه دیودی
از مزایای قابل توجه این دستگاه ها می توان به قیمت مقرون به صرفه و ابعاد فشرده اشاره کرد که همین ویژگی آنها را برای هنرمندان و کسب و کارهای کوچک بسیار جذاب کرده است. نگهداری این نوع از انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری هم ساده تر است و مصرف انرژی پایینی هم دارد.
علاوه بر این، قابلیت حکاکی با دقت قابل قبول روی مواد متنوعی مثل چوب، پلکسی، پارچه، چرم و حتی فلزات پوشش دار، از نقطه قوت های این فناوری است. در زمینه ساخت کارهای هنری، تبلیغاتی و تولیدات کوچک، امکان حک طرح ها و لوگوهای دقیق و شخصی سازی شده یکی از مزایای برجسته این دستگاه به شمار می رود.
اگر بخواهیم معایب دستگاه برش و حکاکی های لیزری دیودی را در نظر بگیریم، باید به توان پایین خروجی آنها که معمولاً در حدود ۱ تا ۲۰ وات است، اشاره کنیم. این محدودیت باعث می شود عملکرد دستگاه در برش یا حکاکی روی مواد ضخیم ضعیف عمل کند و برای پروژه هایی با نیاز به نفوذ عمیق تر دارند، مناسب نباشد. همچنین ناحیه کاری این دستگاه ها معمولاً کوچک بوده و سرعت برش هم پایین تر از لیزر CO₂ است که این مسئله بازدهی در تولید انبوه را کاهش می دهد. در مقایسه با لیزرهای CO₂، بزرگتر بودن اندازه نقطه برخورد با سطح لیزر دیودی می تواند منجر به نادیده گرفتن جزئیات شود و دقت نهایی را در پروژه های ظریف و حساس تحت تأثیر قرار دهد.
دستگاه برش و حکاکی لیزر Nd:YAG
Nd:YAG هم نوعی دستگاه لیزری مخصوص برش و حکاکی است. تابش نوری این لیزر به دلیل قدرت بالا و پالس های کوتاه زمانی، می تواند برش های دقیق و حکاکی های باکیفیتی را بر روی سطوح فلزی و در برخی موارد غیر فلزی ایجاد کند.
ویژگی دیگر دستگاه هایNd:YAG این است که تنظیم پالس های با قدرت بالا را ممکن می کند. این تنظیم پالس باعث می شود انرژی در بازه های زمانی بسیار کوتاه روس سطح متمرکز شود. این موضوع برای حکاکی دقیق بر روی موادی مثل فلزات سخت، سرامیک ها، شیشه های سخت یا حتی برخی پلاستیک ها اهمیت دارد. دقت بالا و عمق نفوذ این لیزر آن را به ابزاری برای حکاکی خطوط بسیار نازک، حروف کوچک، لوگوها یا شماره سریال ها تبدیل کرده است.
مزایا و معایب دستگاه لیزر Nd: YAG
Nd:YAG در مقایسه با لیزرCO₂ ، در حکاکی فلزات عملکرد بسیار بهتری دارد و دقت و کیفیت حکاکی آن بر سطح فلزاتی مثل استیل، آلومینیوم، تیتانیوم و حتی فولاد ابزار، مناسب تر است. همچنین از نظر عمق حکاکی، توانایی بالاتری نسبت به لیزرهای UV دارد. هر چند معمولاً برای برش های عمیق مورد استفاده قرار نمی گیرد مگر این که توان بسیار بالایی داشته باشد.
با این حال، محدودیت هایی هم دارد. سیستم های Nd:YAG برای برش فلزات ضخیم نیستند و برای این منظور اغلب از لیزرهای فایبر (Fiber Laser) با قدرت بالا استفاده می شود. به نظر کارشناسان ما در حک گستر، تجهیزات اپتیکی و نگهداری Nd:YAG نسبت به سایر دستگاه ها، پیچیده و پرهزینه است.
دستگاه برش و حکاکی لیزری UV
یکی از انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری، UV است. دستگاه هایی که به چنین لیزری مجهز شده اند، به خاطر طول موج بسیار کوتاه، از امکان حکاکی و برش فوق العاده دقیق روی مواد حساس و ظریف برخوردارند. نور UV انرژی زیاد و تمرکز بسیار بالایی دارد که بدون وارد کردن گرمای قابل توجه، سطوح را به طور میکروسکوپی تغییر می دهد؛ بنابراین آسیب حرارتی به مواد کاهش می یابد. این ویژگی باعث استفاده گسترده از دستگاه های لیزر UV در صنایع الکترونیک (مثل حکاکی روی PCB و برش پوشش های حساس)، صنایع دارویی، شیشه و پلاستیک های خاص شده است. از این دستگاه در حک کردن QR Code یا کدهای دقیق روی سطوح حساس هم استفاده می شود.
مزایا و معایب دستگاه لیزری UV
از نظر مزایا، دستگاه های لیزری UV جز آن دسته از انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری هستند که دقت فوق العاده بالایی دارند. یعنی می توانند جزئیاتی تا کمتر از ۵ میکرون (بسته به سیستم اپتیک) ایجاد کنند. علاوه بر این، آسیب حرارتی بسیار پایین است که برای مواد بسیار حساس یا نازک حیاتی محسوب می شود. همچنین برخی از مواد که برای انواع دیگر لیزرها مناسب نیستند (مثل پلاستیک های شفاف یا قسمت های الکترونیکی با پوشش حساس)، با لیزر UV به راحتی قابل حکاکی و برش هستند.
با این حال، معایبی هم وجود دارد. اولین مسئله، هزینه بالای تجهیزات این دستگاه ها است. منابع نوری UV و اپتیک آنها گران و پیچیده تر از انواع رایج مثل CO₂ و فایبر است. دومین مسئله این است که ماشین های برش و حکاکی لیزری ماورا بنفش به نگهداری و تعمیرات تخصصی‌تر نیاز دارند. عدسی ها و منشورها ممکن است زودتر آسیب ببینند یا نیاز به تمیزکاری دقیق تری داشته باشند.
موضوع بعدی، محدودیت در عمق نفوذ لیزر است. از آنجایی که انرژی بسیار متمرکز است، قادر نیست بیش از چند میکرون در عمق مواد نفوذ کند. پس برای برش مواد ضخیم مناسب نیست. و در نهایت استفاده از اشعه UV با خطر تابش خطرناک اشعه به چشم و پوست همراه است که همین اپراتورها را ملزم می کند از پوشش های حفاظتی خاص استفاده کنند.
جمع بندی
همانطور که دیدید، تنوع دستگاه های برش و حکاکی لیزری بسیار زیاد است. علاوه بر این هر نوع، برند و مدل های مختلفی دارد. به همین دلیل اگر قصد خرید هر نوع را داشتید، باید این کار را با مشاوره و راهنمایی مجموعه هایی انجام بدهید که تخصص و سابقه کافی دارند و می توانند با توجه به کسب و کارتان، مدل مناسب را به شما پیشنهاد دهند. شرکت حک گستر یکی از عرضه کنندگان انواع دستگاه های حکاکی لیزری و برش لیزری است که می تواند با توجه به نیاز شما مدل دستگاه را برایتان شخصی سازی کند و شیوه کار با آن را به طور کامل در اختیارتان قرار دهد.
بدون دیدگاه