آشنایی با دستگاه لیزر CO2 و مقایسه آن با لیزر Fiber و لیزر YAG

مقایسه لیزر CO₂ با لیزر Fiber و لیزر YAG

بدون شک انتخاب بهترین دستگاه برای شما و صنعت شما وابسته به هدف شماست، اگر می خواهید فلزات را حکاکی یا مارکینگ کنید، آنچه باید خریداری کنید لیزر فایبر است. اگر می خواهید مواد ارگانیک مانند منسوجات ، چوب یا مقوا را حکاکی کنید، لیزر  CO₂ بهترین انتخاب است.

 اگر برنامه شما برش لیزر فلزات است، به احتمال زیاد به یک لیزر فایبر CW (موج پیوسته) با قدرت بالا نیاز خواهید داشت. برای مواد دیگر مانند پلاستیک و لاستیک، می توان از هر دو استفاده کرد. تفاوت اصلی که نوع موادی را که هر لیزر می تواند پردازش کند تعیین می کند، طول موج است. لیزر فایبر معمولاً دارای طول موج 1060 نانومتر است در حالی که لیزر های CO₂ دارای طول موج در دامنه 10،600 نانومتر هستند. به طور کلی، لیزر های فایبر مزایای بسیاری نسبت به لیزر های CO₂ دارند. ابتدا به تشریح هر دو مدل دستگاه لیزر خواهیم پرداخت، در ادامه با مقایسه لیزر CO2 با لیزر Fiber و لیزر YAG با ما همراه باشید.

لیزر فایبر

دستگاه های لیزر فایبر برای علامت گذاری با کنتراست بالا مانند بازپخت فلز و حکاکی مناسب هستند. این دستگاه ها قطر کانونی بسیار کمی تولید می کنند (در نتیجه شدت آن تا 100 برابر بیشتر از یک سیستم CO₂ است) و آنها را به گزینه ایده آل برای مارک دائمی شماره سریال، بارکد و ماتریس دادن روی فلزات تبدیل می کند. لیزر های فایبر به طور گسترده ای برای ردیابی محصول (مارک مستقیم قطعه) و برنامه های شناسایی استفاده می شوند. یک مزیت بزرگ لیزر های فایبر ماشین آلات فاقد تعمیر و نگهداری هستند و طول عمر بالایی دارند (لیزر های فایبر حداقل 100000 ساعت کار می کنند). آنها همچنین از لیزر های CO2 کوچکتر هستند. بعلاوه به دلیل بازده الکتریکی بالای لیزر های فایبر، آنها به طور قابل توجهی انرژی کمتری نسبت به لیزر های CO₂ مصرف می کنند و در نتیجه صرفه جویی زیادی در هزینه های برنامه های کاربردی ایجاد می شود. لیزر های فایبر همچنین تقاضای فزاینده ای برای کاربردهای تمیزکاری صنعتی مانند از بین بردن زنگ زدگی، رنگ، اکسید ها و سایر آلاینده ها دارند. جهت آشنایی با سایر مزایای کار با دستگاه لیزر فایبر اینجا را کلیک کنید.

لیزر CO₂

دستگاه مارک لیزر CO₂ برای طیف وسیعی از مواد غیر فلزی از جمله پلاستیک، منسوجات، شیشه، اکریلیک، چوب و حتی سنگ ایده آل است. این دستگاه ها در بسته بندی دارویی و مواد غذایی و همچنین مارک گذاری لوله های پی وی سی، مصالح ساختمانی، ابزارهای ارتباطی سیار، لوازم الکتریکی، مدارهای مجتمع و قطعات الکترونیکی استفاده می شوند. اگر می خواهید مواد ضخیم تری برش دهید، بهتر است از لیزر های CO₂ استفاده کنید. لیزر های CO₂  زمان برش سریعتر و سطح صاف تر هنگام برش مواد بالاتر از 5 میلی متر را ارائه می دهند. متأسفانه، لیزر های CO₂ به طور قابل توجهی انرژی بیشتری نسبت به لیزر های فایبر مصرف می کنند و در نتیجه هزینه بالاتری برای کار دارند. به عنوان مثال، لیزر و چیلر CO₂ با قدرت بالا هنگام کار با حداکثر توان، تقریباً 70 کیلووات مصرف می کند. لیزر الیافی با انرژی مشابه تقریباً 18 کیلو وات مصرف می کند. هزینه لیزر های CO₂ کمتر از لیزر های فیبری است.

اگرچه هر لیزر نقاط قوت و موارد استفاده مشخص خود را دارد، CO₂ یک فناوری قدیمی است و لیزر های فایبر با پیشرفت تکنولوژی به سرعت وارد بازار شده اند. با توجه به مزایایی نظیر سرعت بالا، تقریباً نیمی از هزینه های عملیاتی لیزر فیبر توجیه پذیر می شود. همچنین توان عملیاتی سه تا چهار برابر بیشتر از لیزر های CO₂، استفاده از لیزر های فیبر می تواند منطقی باشد.

تفاوت های بین لیزر CO₂ و YAG

لیزر های YAG و لیزر های CO₂ به دلیل تفاوت طول موج پرتو های لیزر، در مواد مختلف واکنش های بسیار متفاوتی نشان می دهند. طول موج لیزر YAG (1.064 میکرون) دقیقاً ده برابر کوچکتر از طول موج CO₂ 10.64 میکرون است، که آن را برای جذب در اکثر فلزات مناسب می کند، اما این طول موج کوچک توانایی جذب آن توسط بسیاری از مواد دیگر مانند چوب، اکریلیک، پلاستیک، پارچه و غیره را می گیرد. پرتوی لیزر CO₂ به راحتی توسط فلز جذب نمی شود، اما به راحتی می تواند توسط بسیاری از مواد آلی مانند چوب، اکریلیک، لاستیک و غیره جذب شود، در حالی که تمایل به بازتاب بیشتر در سطوح فلزی دارد. این طول موج های مختلف دو پرتو است که به طور عمده مسئول انواع مختلفی از مواد است که با آنها واکنش نشان می دهد. تفاوت های دیگری نیز بین این دو لیزر وجود دارد. بازده حرارتی، انتقال حرارت، حداقل و حداکثر توان خروجی و غیره و این خصوصیات بر روی موادی که پرتو ها با آن ها واکنش نشان می دهند تأثیر دارند.

CO₂  به چند روش مختلف بر روی فلزات خاص کار خواهد کرد. فلزات پوشش داده شده شامل برنج نقاشی شده، آلومینیوم آنودایز شده یا هر فلز دیگری است که با ماده ای پوشانده شده باشد پرتوی لیزر CO₂ آن را حک خواهد کرد. حتی لیزر کم کربن CO₂ در از بین بردن رنگ از اکثر سطوح فلزی بسیار موثر است. برنج نقاشی شده به دلیل رنگ های مختلف موجود و کنتراست بالایی که هنگام حکاکی ایجاد می شود، از مواد حکاکی محبوب است. با این حال، برخی از سطوح فلزی با پوشش های رنگی فوق العاده سخت رنگ آمیزی شده اند که حتی لیزر 120 وات نیز در حکاکی تمیز مشکل دارد. فلز دیگری که در لیزر های CO₂ بسیار محبوب است، آلومینیوم آنودایز شده است. هنگامی که پرتوی لیزر CO₂ با پوشش آنودایز تماس می گیرد، آن را سفید می کند و کنتراست بسیار خوبی را در بسیاری از رنگ های مختلف آنودایز ایجاد می کند. آلومینیوم که با پوشش طلا محافظت می شود احتمالاً آنودایز نشده است (احتمالاً با روشی به نام تبدیل کرومات محافظت می شود) و حکاکی خوبی نخواهد داشت. سیستم های لیزر CO₂ با فلزات رنگ شده و آلومینیوم آنودایز شده به دلیل کنتراست بالا، سرعت حکاکی سریع، نیاز به توان کم و طیف گسترده ای از پروژه هایی که این مواد در آن ها استفاده می شوند سازگار هستند.

تا همین اواخر، انجام علامت گذاری بر روی فولاد ضد زنگ با لیزر کم کربن CO₂ بسیار دشوار بود. مسئله این است که بیشتر انرژی CO₂ از سطح فلز منعکس می شود و فقط مقدار کمی از آن جذب می شود و یک علامت بسیار ضعیف به وجود می آید. در چند سال گذشته چند شرکت مختلف محصولی را معرفی کرده اند که به لیزر های کم قدرت CO₂ اجازه می دهد علامت دائمی و تیره ای بر روی فولاد ضد زنگ ایجاد کنند. این محصولات با عنوان Laser Marking Materials (LMM) شناخته می شوند و با نام عمومی Cermark یا Thermark شناخته می شوند. LMM از یک قوطی اسپری بر روی فولاد ضد زنگ غیر روکش پاشیده می شود (دقیقاً مانند رنگ اسپری!). LMM قبل از اینکه آماده حک کردن شود، باید برای چند دقیقه خشک شود.

بر خلاف لیزرCO₂، لیزر YAG فقط با تعداد محدودی از مواد سازگار است. به دلیل طول موج کوچک، لیزر YAG  می تواند انواع مختلفی از فلزات و چند پلاستیک را علامت گذاری کند، اما اثری بر روی محصولات استاندارد CO₂ (چوب، لاستیک، اکریلیک و غیره) نمی گذارد. شما معمولاً لیزر های YAG را فقط در کاربردهای صنعتی می یابید. دلیل اینکه بسیاری از افراد در مورد LMM که قبلاً بحث شد هیجان زده می شوند این است که محصولات فولاد ضد زنگ زیادی وجود دارد که نیاز به مارک لیزر دارند و مارک گذاری با لیزر YAG بسیار گران است.

مزایای لیزر YAG

• حکاکی فلز
• سریعتر از سیستم لیزر CO2 (در صورت راه اندازی به عنوان سیستم galvo)

معایب لیزر YAG

• زمان تنظیم برای کارهای هنری می تواند بسیار طولانی باشد، به ویژه هنگام حکاکی کارهای گرافیکی.
• روی مواد آلی (چوب ، اکریلیک و غیره) به خوبی کار نمی کند.
• قیمت و هزینه نگهداری بالا

مزایای لیزر CO₂

• روی چوب، اکریلیک، پلاستیک و بسیاری از مواد دیگر به خوبی کار می کند.
• می تواند فولاد ضد زنگ (با LMM) و بیشتر فلزات پوشش داده شده را علامت گذاری کند.
• تنظیم سریع برای هر قطعه جدید

جهت مطالعه بیشتر مزایای دستگاه برش لیزری CO2 کلیک کنید.

معایب لیزر  CO₂

• به سرعت YAG نیست (اما همچنان با سرعت 120 اینچ در ثانیه حکاکی می کند)
• روی فلز حک نمی کند، اما بعضی از فلزات را علامت گذاری می کند.

در این مقاله سعی شد به مقایسه لیزر CO2 با لیزر Fiber و لیزر YAG پرداخته شود تا شما عزیزان بسته به نیازی که دارید بتوانید بهترین دستگاه لیزر متناسب با کسب و کار و صنعت خود را با علم و آگاهی انتخاب کرده و خرید نمایید.

منابع

• https://www.laserax.com/blog/co2-vs-fiber-lasers
• http://support.epiloglaser.com/article/8205/42827/yag-vs-co2-lasers