Τι είναι η χάραξη με λέιζερ; | Τρεις τύποι | Σημαντικές εφαρμογές

LASER ETCHING

Τι είναι η χάραξη με λέιζερ;

Η χάραξη με λέιζερ ή η χάραξη με λέιζερ αναφέρεται στη διαδικασία σήμανσης ή χάραξης στην επιφάνεια υλικών κατασκευασμένων από μέταλλο, πολυμερή ή κράματα. Η χάραξη με λέιζερ δεν περιλαμβάνει τη χρήση μελανιού ή εργαλείων επαφής για τη σήμανση της επιφάνειας του υλικού. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη τακτικής αντικατάστασης των μεταλλικών άκρων που φθάνουν ή αμβλύ μετά από επαναλαμβανόμενη χρήση.

χάραξη με λέιζερ
Λέιζερ χάραξη ή χαρακτική σε μέταλλο. πηγή εικόνας: ΟύλφμπαστελLasergrav, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Εξαρτήματα μηχανών χάραξης με λέιζερ

Οι μηχανές χάραξης με λέιζερ έχουν τρία κύρια συστατικά:

Λέιζερ: Το λέιζερ είναι το κύριο εργαλείο για τη σήμανση ή τη χάραξη διαφορετικών σχεδίων στην επιφάνεια του δεδομένου υλικού. Τα σημεία στην επιφάνεια του υλικού, που είναι χαραγμένα από τη δέσμη λέιζερ βρίσκονται πάνω / κοντά στο σημείο εστίασης του οπτικού συστήματος λέιζερ. Η περιοχή που δεν πέφτει κοντά στο σημείο εστίασης δεν επηρεάζεται από τη δέσμη λέιζερ. Η ενέργεια που παρέχεται από το λέιζερ θερμαίνει το υλικό και τελικά εξατμίζεται ή ξεφλουδίζει το υλικό από την επιφάνεια.

Ελεγκτής: Ο ελεγκτής χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης, της έντασης της δέσμης λέιζερ, της ταχύτητας κίνησης και της εξάπλωσης της δέσμης λέιζερ που στοχεύει στην επιφάνεια του υλικού. Ο ελεγκτής μπορεί να προγραμματιστεί ώστε το λέιζερ να ακολουθεί ένα συγκεκριμένο επιθυμητό σχέδιο χαρακτικής. Η ένταση και η ταχύτητα της δέσμης λέιζερ ρυθμίζονται προσεκτικά από τον ελεγκτή για να διατηρείται η συνέπεια στο βάθος της χάραξης. Η κατάλληλη ισχύς της δέσμης λέιζερ για διαφορετικά υλικά καθορίζεται επίσης από τον ελεγκτή.

Επιφάνεια: Η επιφάνεια παρέχει μια πλατφόρμα για την τοποθέτηση του υλικού στο οποίο μπορεί να δράσει το λέιζερ. Αυτή η επιφάνεια δεν απαιτεί όριο εγκλεισμού ή εξοπλισμό συγκράτησης για να συγκρατεί το υλικό στη θέση του λόγω της ακρίβειας του δείκτη λέιζερ. Ο ελεγκτής είναι προγραμματισμένος ώστε να επιτρέπει στο λέιζερ να ακολουθεί μόνο μια συγκεκριμένη διαδρομή.

Εκτός από αυτά τα κύρια συστατικά, κάθε διάταξη χάραξης με λέιζερ χρησιμοποιεί αντλία κενού ή φυσητήρα για να αφαιρέσει τις νιφάδες ή τα συντρίμμια από την επιφάνεια του υλικού μετά τη διαδικασία χάραξης. Οι αντλίες κενού βοηθούν επίσης στην απομάκρυνση των επιβλαβών αναθυμιάσεων και του καπνού που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας.

Χαράκτης λέιζερ. Πηγή εικόνας: Jason7825λέιζερ χαράκτη, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ποιοι είναι οι τύποι μηχανών χάραξης με λέιζερ;

Οι μηχανές χάραξης / χάραξης με λέιζερ βρίσκονται γενικά σε τρεις διαφορετικούς τύπους:

Οι μηχανές λέιζερ τύπου XY είναι οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μηχανές χάραξης λέιζερ. Αυτά τα μηχανήματα έχουν γενικά ένα σταθερό τεμάχιο εργασίας ή επιφάνεια και ένα κινητό σύστημα λέιζερ. Το λέιζερ είναι ελεύθερο να κινείται σε δύο διαστάσεις, δηλαδή με τη μορφή διανυσμάτων. Σε ορισμένα μηχανήματα, το σύστημα λέιζερ είναι σταθερό και η επιφάνεια είναι κινητή. Σε λίγα μηχανήματα το σύστημα λέιζερ κινείται σε διάσταση ενός άξονα και η επιφάνεια κινείται στον άλλο.

Επίδειξη λέιζερ XY. Πηγή εικόνας: Κιτίσλαβ at Αγγλικά WikipediaWikilaser1, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Ο κυλινδρικός τύπος μηχανών χάραξης με λέιζερ περιλαμβάνει τη χρήση κυλινδρικών τεμαχίων εργασίας που στερεώνονται από επίπεδες επιφάνειες και το λέιζερ διασχίζει αποτελεσματικά μια λεπτή έλικα. Σε αυτά τα συστήματα χάραξης λέιζερ, το on-off laser pulsing χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της απαιτούμενης εικόνας raster.

Ένας τρίτος τύπος μηχανών χάραξης λέιζερ είναι επίσης διαθέσιμος στο οποίο τόσο το τεμάχιο εργασίας όσο και το σύστημα λέιζερ είναι σταθερά ή ακίνητα. Σε αυτές τις μηχανές, οι καθρέπτες galvo χρησιμοποιούνται για τη μετακίνηση της δέσμης λέιζερ σε όλη την επιφάνεια του υλικού για να χαράξει ένα σχέδιο. Αυτή η τεχνική χάραξης με λέιζερ είναι ικανή να λειτουργεί είτε σε φορέα είτε σε λειτουργία ράστερ.

Ποιες είναι οι εφαρμογές χάραξης με λέιζερ;

Άμεση χάραξη με λέιζερ φλεξογραφικών κυλίνδρων και πλακών εκτύπωσης

Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα χρησιμοποιήθηκαν αρχικά για αφαίρεση και σήμανση μοτίβων στην επιφάνεια λαστιχένιων πλακών χωρίς τη χρήση μελανιού και εργαλείων επαφής. Τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα αντικαταστάθηκαν αργότερα από λέιζερ ινών για χάραξη φλεξογραφικών πλακών. Αυτά τα λέιζερ παρείχαν βελτιωμένη χαρακτική ποιότητα. Η άμεση χάραξη ή χάραξη με λέιζερ είναι πλέον μια συνήθως χρησιμοποιούμενη φόρμα εκτύπωσης για φλεξογραφικές πλάκες.

Φλεξογραφική πλάκα. Πηγή εικόνας: en: χρήστης: CelshaderΦλεξογραφία-Platecloseup, επισημαίνεται ως δημόσιος τομέας, περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με Wikimedia Commons

Άμεση χάραξη με λέιζερ φωτοπολυμερούς

Σε αυτήν τη διαδικασία, ένα υλικό πλάκας φωτοπολυμερούς με ένα στρώμα μάσκας στην επιφάνεια του υλικού σαρώνει τη δεδομένη ηλεκτρονικά παραγόμενη εικόνα και η κεφαλή απεικόνισης υπερύθρων λέιζερ βοηθά στην απομάκρυνση της μάσκας για να δείξει το μη σκληρυμένο χαραγμένο πολυμερές. Στη συνέχεια, χρησιμοποιείται υπεριώδης έκθεση για τη διαμόρφωση της εικόνας μέσω της μάσκας. Στη συνέχεια, η ψηφιακή πλάκα υποβάλλεται σε επεξεργασία με τρόπο παρόμοιο με τη φλεξογραφική εκτύπωση. Αυτή η μέθοδος έχει γίνει ευρέως δημοφιλής για την επισήμανση των πλακών.

Χαρακτική με λέιζερ ρολών anilox

Χρησιμοποιήθηκαν λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα για τη χάραξη ενός επιθυμητού κυτταρικού σχεδίου σε μια γυαλισμένη κεραμική επιφάνεια. Αργότερα, τα λέιζερ διοξειδίου του άνθρακα άλλαξαν με λέιζερ YAG καθώς το τελευταίο παρείχε μια πιο εστιασμένη δέσμη επιτρέποντας την χάραξη λεπτών μοτίβων πιο αποτελεσματικά. Σήμερα, τα λέιζερ ινών έχουν γίνει πιο συνηθισμένα για αυτήν τη διαδικασία επειδή επιτρέπουν την ταχεία εναλλαγή πολλαπλών ακτίνων λέιζερ.

Χαρακτική λέιζερ επιφανείας (SSLE)

Η επιφανειακή χάραξη με λέιζερ ή το SSLE αναφέρεται στην τεχνική σήμανσης ή χάραξης μιας εικόνας σε ένα διαφανές στερεό υλικό με τη βοήθεια ακτίνων λέιζερ. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει την εστίαση των ακτίνων λέιζερ κάτω από την επιφάνεια του υλικού για την παραγωγή λεπτών καταγμάτων. Το SSLE χρησιμοποιεί λέιζερ στερεάς κατάστασης με αντλία διόδου ή DPSS για χάραξη. Τέτοια χαρακτικά γίνονται κυρίως σε υψηλής ποιότητας οπτικούς κρυστάλλους.

Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τα λέιζερ ινών που χρησιμοποιούνται για επίσκεψη χάραξης με λέιζερ https://lambdageeks.com/fiber-lasers/

Σχετικά με το Sanchari Chakraborty

Είμαι πρόθυμος μαθητευόμενος, επί του παρόντος επενδύω στον τομέα της Εφαρμοσμένης Οπτικής και της Φωτονικής. Είμαι επίσης ενεργό μέλος του SPIE (Διεθνής Εταιρεία Οπτικής και Φωτονικής) και του OSI (Optical Society of India). Τα άρθρα μου έχουν ως στόχο να φέρουν στο φως ποιοτικά επιστημονικά ερευνητικά θέματα με απλό αλλά ενημερωτικό τρόπο. Η επιστήμη εξελίσσεται από αμνημονεύτων χρόνων. Γι 'αυτό, προσπαθώ να αξιοποιήσω την εξέλιξη και να το παρουσιάσω στους αναγνώστες.

Ας συνδεθούμε μέσω https://www.linkedin.com/in/sanchari-chakraborty-7b33b416a/

Αφήστε ένα σχόλιο

Η διεύθυνση email σας δεν θα δημοσιευθεί. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται *

Lambda Geeks