1 Mukadimah
Pada penghujung 1970-an dan awal 1980-an, satu jenama-teknologi aplikasi laser baharu-teknologi penandaan laser-senyap-senyap muncul di pentas antarabangsa. Mesin penanda laser mewakili aplikasi penting prinsip pemprosesan laser; khususnya, ia menggunakan pancaran laser yang diproses untuk menyinari permukaan bahan. Tenaga cahaya ditukar serta-merta kepada tenaga haba, menyebabkan bahan permukaan mencairkan atau menguap dalam sekelip mata, dengan itu mencipta tanda yang terdiri daripada teks, corak dan elemen lain.
2 Bidang Aplikasi dan Kelebihan Penandaan Laser
Dalam sektor perindustrian, terdapat peralihan beransur-ansur daripada pemprosesan elektrik kepada era pemprosesan optik. Mesin penanda laser sangat serba boleh, menawarkan hasil yang cemerlang dan kestabilan, dan akibatnya telah menemui aplikasi yang meluas dalam pelbagai bidang. Mereka mampu mengukir pelbagai bahan logam-serta-bahan bukan logam-atau mencipta tanda kekal, anti-pemalsuan yang amat sukar untuk ditiru. Difasilitasi oleh sistem input dan output komputer serta menggunakan mekanisme pengimbasan galvanometer, mesin ini mencapai kelajuan pemprosesan yang pantas. Sistem pemandu cahaya-yang tertutup sepenuhnya menunjukkan kebolehsuaian yang kukuh kepada keadaan persekitaran yang pelbagai, manakala struktur dalaman modularnya memudahkan penyelenggaraan dan servis; ia amat sesuai-untuk penyepaduan ke dalam aliran kerja pengeluaran "atas-talian". Mesin penanda laser kini digunakan secara meluas untuk menggunakan tanda dagangan, nombor kelompok, tarikh, kod bar dan pengecam lain kepada pelbagai jenis produk, termasuk pelbagai barangan perkakasan, bekas logam, instrumen ketepatan, komponen automotif, alat ganti elektronik, alat pemotong, hadiah, jam tangan, lekapan paip, bingkai cermin mata, gesper bagasi, strap komputer, butang kekunci, dan strap komputer. Rajah 1 dan 2, masing-masing, menggambarkan corak yang dicipta melalui penandaan laser pada cakera magnetik dan pemadam. Dengan menjalani pemprosesan penandaan laser, produk boleh ditingkatkan kualitinya dan dipertingkatkan dari segi daya saing pasaran.
Penandaan laser mempunyai kelebihan yang hampir tidak dapat ditandingi oleh kaedah tradisional (seperti goresan kimia, pemesinan nyahcas elektrik, ukiran mekanikal dan percetakan). Pertama, ia menggunakan teknologi kawalan berangka (NC)-atau kawalan komputer langsung-menjadikannya sangat mudah untuk mengubah kandungan penandaan; keupayaan ini selaras dengan sempurna dengan-kecekapan tinggi dan-permintaan pantas pembuatan moden. Kedua, dengan menggunakan laser sebagai medium pemprosesan, ia mencapai ketepatan ukiran yang indah sambil menunjukkan keserasian luas dengan pelbagai bahan, membolehkan penciptaan tanda yang sangat rumit dan sangat tahan lama pada pelbagai permukaan. Akhir sekali, kerana proses itu tidak melibatkan sentuhan fizikal atau daya mekanikal yang dikenakan ke atas bahan kerja, ia memastikan ketepatan dan integriti asal bahan kerja terpelihara sepenuhnya. Ia boleh berfungsi sebagai peringkat akhir proses pengeluaran, dengan itu menghapuskan keperluan untuk operasi penamat-pasca. Kaedah pemprosesannya adalah sangat fleksibel, mampu menampung keperluan kedua-dua gaya{10}}makmal,-pengeluaran kelompok kecil dan-pembuatan industri berskala besar. Tambahan pula, ia tidak menjana bahan pencemar dan tidak menyebabkan pencemaran alam sekitar-faktor yang sangat penting dalam dunia hari ini, di mana perlindungan alam sekitar semakin diutamakan. Paling penting, penandaan yang dibuat menggunakan teknologi penandaan laser amat sukar untuk dipalsukan atau diubah, dengan itu menawarkan keupayaan anti{16}}pemalsuan yang teguh. Sejak 1990-an-didorong oleh kematangan teknologi penandaan laser yang semakin meningkat, penambahbaikan berterusan peralatan penandaan laser dan pemahaman pasaran yang mendalam tentang teknik baru ini-dan sebahagian besarnya disebabkan kelebihannya yang tersendiri, teknologi penandaan laser telah mendapat aplikasi yang semakin meluas di peringkat antarabangsa. Terutama, apabila syarikat terkenal Amerika Intel melancarkan cip CPU komputer generasi baharunya-Pentium, Pentium Pro dan Pentium MMX-ia menggunakan teknologi penandaan laser untuk menulis tanda pada permukaan setiap cip tunggal.
3 Klasifikasi Mesin Penanda Laser
Bagaimanakah penandaan laser dicapai? Secara umumnya, penandaan laser dicapai di bawah kawalan komputer dengan mencipta gerakan relatif antara bahan kerja dan pancaran laser; ini menyebabkan pancaran laser melelehkan simbol dan corak yang diingini ke permukaan bahan kerja. Secara teorinya, selagi gerakan relatif terkawal boleh diwujudkan antara laser dan bahan kerja, penandaan laser boleh direalisasikan. Akibatnya, bidang penandaan laser semasa mempunyai pelbagai jenis mesin penanda laser.
Berdasarkan sama ada pancaran laser pegun atau bergerak, mesin penanda laser boleh dikategorikan secara meluas kepada dua jenis: sistem pancaran-tetap dan sistem pancaran-bergerak. Seperti yang dicadangkan oleh namanya, yang pertama melibatkan pancaran laser pegun dengan bahan kerja yang bergerak, manakala yang kedua melibatkan pancaran laser yang bergerak dengan bahan kerja pegun. -Mesin penanda laser pancaran tetap biasanya menggunakan-meja kerja dua-dimensi terkawal CNC untuk memanipulasi bahan kerja yang ditanda. Kelebihan utama mereka ialah kos yang agak rendah; walau bagaimanapun, kelemahan mereka adalah sama ketara: kelajuan penandaan yang perlahan, ketepatan penandaan yang lebih rendah, kesukaran untuk menandakan kandungan kompleks seperti gambar, dan cabaran untuk menyepadukannya ke dalam barisan pengeluaran dalam talian. Mesin penanda laser pancaran bergerak-boleh dibahagikan lagi kepada pelbagai jenis berdasarkan kaedah manipulasi pancaran tertentu; walaupun masing-masing mempunyai kelebihan dan kelemahan tersendiri, sistem pancaran bergerak secara amnya mengatasi sistem pancaran tetap{11}}. Antara sistem pancaran-yang bergerak, mesin penanda laser berasaskan galvanometer-terserlah sebagai contoh utama. Pada masa ini, diakui secara meluas dalam komuniti penanda laser antarabangsa bahawa, antara pelbagai jenis mesin yang tersedia, sistem berasaskan-galvanometer-berkat banyak kelebihan yang wujud-telah muncul sebagai produk arus perdana dan dianggap sebagai hala tuju muktamad untuk pembangunan teknologi penandaan laser pada masa hadapan.
Berdasarkan jenis sumber cahaya yang digunakan, mesin penanda laser juga boleh dikelaskan kepada mesin penanda laser YAG dan mesin penanda laser CO2; dua sumber cahaya yang berbeza ini sesuai untuk menandakan jenis bahan yang berbeza. Disebabkan oleh perbezaan dalam panjang gelombang, mesin penanda laser gas CO2 dihadkan kepada penandaan-bahan bukan logam, manakala mesin penanda laser keadaan pepejal-YAG mampu menandakan kedua-dua bahan bukan-logam dan logam. Bahan habis utama untuk mesin penanda laser gas CO2 ialah campuran gas atau tiub laser gantian; selain itu, kanta germanium ialah komponen haus-dan-yang membawa kos yang agak tinggi. Sebaliknya, bahan habis pakai utama untuk mesin penanda laser keadaan pepejal{11}}YAG ialah lampu pam (laser berdenyut menggunakan lampu xenon, manakala laser gelombang berterusan-menggunakan lampu kripton), yang tidak mahal. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, didorong oleh penurunan dalam kos laser semikonduktor, jenis teknologi laser baharu telah muncul:{14}}hablur laser dipam semikonduktor (seperti YAG), yang menjana pancaran laser pada panjang gelombang 1064 nm. Sistem ini dicirikan oleh-jangka hayat operasi percuma selama 10,000 jam, jejak yang padat dan-tidak seperti sistem tradisional-tidak memerlukan-infrastruktur penyejukan berskala besar. Daheng Laser (China) ialah perintis dalam pasaran domestik, berjaya membangunkan mesin penanda laser YVO4 semikonduktor pertama-dipam; teknologi ini telah mencapai piawaian antarabangsa yang maju dan sejak itu telah menjadi produk yang standard dan mantap.
4 Pemilihan Mesin Penanda Laser
Sistem penandaan laser menggunakan tenaga laser untuk mencipta tanda pada substrat; walau bagaimanapun, kesan sebenar yang dihasilkan boleh berbeza-beza secara drastik, bergantung kepada faktor seperti jenis laser yang digunakan dan sifat sedia ada bahan substrat. Contohnya, laser CO2 gelombang-berterusan biasanya menghasilkan tanda melalui ablasi permukaan (etsa); laser gas tekanan atmosfera (TEA) berdenyut melintang teruja mencapai penandaan melalui pengkarbonan; laser excimer bergantung pada tindak balas fotokimia; manakala laser Nd:YAG menggunakan kaedah tindak balas termokimia.
Setiap aplikasi khusus membentangkan satu set keperluan prestasi yang unik; akibatnya, pemilihan sistem laser tidak boleh dibuat sewenang-wenangnya. Bagi pereka bentuk sistem penandaan laser, cabaran kritikal terletak pada pemilihan panjang gelombang laser dan konfigurasi optik yang paling sesuai untuk mana-mana bahan substrat tertentu untuk memastikan penciptaan tanda berkualiti tinggi-yang ideal. Kunci kepada penandaan laser yang berjaya terletak pada aplikasi ketat metodologi "6-Sigma". Sebagai contoh, dalam konteks penandaan plastik, pereka bentuk mesti menganalisis dengan teliti kedua-dua komposisi kimia bahan dan proses pengacuannya untuk memastikan penyebaran seragam bahan tambahan dan untuk memudahkan penyepaduan komprehensif teknologi kawalan kualiti-seperti sistem penglihatan mesin.
Pancaran-sistem laser Nd:YAG dan CO2 kekal, setakat ini, penyelesaian paling ideal untuk aplikasi penandaan laser. Ilustrasi konfigurasi fizikal mesin penanda laser Nd:YAG boleh didapati dalam Rajah 3. Sistem biasa menggunakan sepasang cermin pengimbasan untuk mengemudi pancaran laser, mengarahkannya melalui sistem kanta objektif untuk memfokus dengan tepat pada permukaan sasaran; cermin ini melaksanakan pergerakan pengimbasan mereka mengikut ketat dengan arahan yang dikeluarkan oleh komputer kawalan. Laser lain-seperti laser tekanan atmosfera-berdenyut melintang{7}}menggunakan penanda topeng, manakala sistem penandaan matriks titik laser CO2-juga mendapat tempat dalam industri penandaan.
