حکاکی رنگی با استفاده از لیزر فایبر مارکینگ

لیزر فایبر مارکینگ در مارکینگ سایه ای

در دهه گذشته، استفاده از لیزرها به عنوان روش جدیدی برای Shading Review یا بررسی سایه ای شناخته‌شده است. ابتدا از این روش تنها برای ساخت ابزارها و تزیینات (‌adornments) فلزی استفاده می‌شد. با این حال، در طی این سال ها، این روش هیچ نوسان تجاری ای را نداشته است. امروزه این روش بیشتر موردتوجه قرار می‌گیرد زیرا سازندگان کالاهای تجاری به دنبال روش‌های جدید و کامل‌کننده‌ای هستند تا آیتم‌های مختلف آن را تفکیک کنند. در این مقاله به‌صورت اجمالی به آن دسته از مواد ازجمله تیتانیوم و استیل آبدیده که ‌به‌صورت سایه ای مارکینگ می‌شوند، اشاره‌شده است و مزایا و محدودیت‌های لیزر فایبر پالسی (Pulsed Fiber Laser) متناسب با این برنامه، بررسی‌شده است.

معرفی مارکینگ سایه ای 

انواع گوناگونی از مواد قابلیت مارکینگ سایه‌ای را دارند، از این مواد می‌توان به استیل سخت شده (hardened steel) ، تیتانیوم (titanium) ، صفحه کروم (chrome plate) و فلزات اشاره کرد. ارزیابی‌های ویژه مواد و انجام کار بر روی سطح آن‌ها، بر پروسه بررسی کردن آن تأثیر می‌گذارد زیرا بر ضخامت کار تأثیرگذار است. بررسی سطوح براق و براش شده (Brushed) با استفاده از مارکینگ سایه‌ای دشوار است زیرا میزان مواد نامطلوب در فاصله بالا تا پایین بسیار بیشتر از عمق اکسیدهایی است که تولید می‌شود. در این حالت خرده‌های مواد حتی در الگوی حک‌شده هم مشاهده می‌شود. سطوح تمیز، پس از سایه زنی، بدون هیچ‌گونه اشتباهی قابل‌اطمینان‌تر دیده‌شده‌اند. در این وضعیت خرده‌های باقی‌مانده از حک کردن بیشتر به‌صورت ردیفی در بالای طرح هستند. فرضیه مهم دیگر در مارکینگ لکه‌ای، فرکانس پالس آن لیزر است. با افزایش فرکانس پالس، پیک قدرت هر پالس لیزر تنظیم‌شده کاهش می‌یابد.  پیک‌های قدرت کمتر و فرکانس‌های پالس بیشتر گرمای بیشتری در سطح قطعه تولید می‌کنند تا اینکه بخواهند در آن حکاکی کنند، چون هدف مارکینگ لکه‌ای بیشتر گرم شدن سطح است تا تبخیر آن.

مزایای لیزر مارکینگ

لیزرها در مقایسه با سایر نوآوری‌های موجود، مزایای قابل‌توجهی دارند، چون فرآیند حکاکی بدون تماس و قابل پیش‌بینی هست به‌گونه‌ای که طرح حک‌شده ماندگاری تولید می‌کنند. بررسی چارچوب‌ها بدون داشتن ابزار لازم کار دشواری است. تمامی نقش‌ها با برنامه‌ریزی معین تهیه می‌شوند و معمولاً با بازتاب اسکنرهای کنترل‌شده CNC که برای چک کردن خطی تا سرعت 6m/s می‌باشند، ساخته می‌شوند به‌گونه‌ای که در هر ثانیه 1000 کاراکتر را شبیه‌سازی می‌کنند. میله در بیرون ماده قرار داده می‌شود به‌گونه‌ای که توسط نقطه کانونی F-theta جداشده باشد، بدین ترتیب اطمینان داده می‌شود که میله بر روی سطح حکاکی به‌صورت مطمئنی در حال حکاکی است. سایز لکه‌ای که بار ایجاد می‌کند می‌تواند تا 25 میکرون باشد و با دقت میکرون جابجا شود.

دارا بودن قابلیت سرعت بسیار بالای ضربه لیزر متهاجم در قدرت کامل لیزر کلید این کار است. نبود Q-exchanging عدم وجود محدودیت برای Q-switch را بیان می‌کند. فایبر لیزر پالسی که در سال‌های اخیر ارائه‌شده از طراحی MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) استفاده می‌کند که دانه‌های لیزر به‌صورت دقیق و منظم تنظیم‌شده‌اند که این طراحی با استفاده از زنجیره تقویت‌کننده مبتنی بر  فایبر لیزر، دقت کار را افزایش می‌دهد. بدین ترتیب محدوده تهاجم لیزر به‌صورت موفقیت‌آمیزی کنترل می‌شود. این طراحی، کنترل‌های اوج زیاد که مطابق با تنظیمات استاندارد نیستند را قدرت می‌بخشد. قدرت‌های تهاجم اوج در محدوده 20kW را می‌توان در 30kHz با شدت بازده معمولی تا 40W انجام داد. علاوه بر این، این واحد دارای محدوده تکرار تهاجم از 1-1 MHz و با پهنای ضربان قلب در بازه 10-20ns گسترش می‌یابند. همچنین لیزر برای کار در حالت CW(consistent wave)  مناسب است.

روش عملکرد MOPA امکان کنترل شکل ضربه را می‌دهد، عبارتی که با استفاده از دامنه شکل موج ضربان قلب از پیش تعیین‌شده، همان‌طور که در پایین آن ظاهر می‌شود، به کار می‌رود. این دستور که با استفاده از پهنای ضربان قلب و قدرت اوج به همراه کار PulseTune، قابل تنظیم است، سرعت تکرار را تقویت می‌کند درحالی‌که قدرت اوج زیاد را حفظ می‌کند.

حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر بر روی انواع متریال‌ها 

حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر بر روی انواع متریال‌ها قابل اجراست زیرا این دستگاه، چند منظوره محسوب می‌شود. برخی از این متریال‌ها عبارتند از:

فلزات

برای حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر، می‌توانید متریال فلز را انتخاب کنید. فلز شامل انواع مختلف مثل آهن، برنج، مس، آلومینیوم، تیتانیوم، طلا، نقره و… است و امکان حکاکی رنگی بر روی تمام این فلزات فراهم است.

فلزات پوشش داده شده

منظور از فلزات پوشش داده شده، فلزاتی هستند که با موادی مانند رنگ، پوشش داده شده‌اند یا سایر عملیات‌های پوششی بر روی آنها اجرا شده است. از دستگاه لیزر فایبر می‌توان برای حکاکی بر روی این دسته از متریال‌ها نیز استفاده کرد.

پلاستیک

حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر بر روی انواع پلاستیک‌ها نیز امکان اجرا دارد. با توجه به نوع پلاستیک، نتیجه حاصل از حکاکی رنگی ممکن است متفاوت باشد به طوری که در بعضی پلاستیک‌ها، علامت حکاکی شده دارای کنتراست بالا و با قابلیت خواندن بالاست اما در بعضی دیگر از پلاستیک‌ها، کنتراست کمتر است.

سایر مواد

از دستگاه لیزر فایبر می‌توان برای حکاکی بر روی مواد حساس نیز استفاده کرد. بعضی از متریال‌های حساس که در برابر حرارت ورودی لیزر آسیب می‌بینند، قابل حکاکی توسط دستگاه لیزر فایبر هستند مانند برخی از انواع آلومینیوم آنودایز شده و سیلیکون.

نکات مهم حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر

برای اجرای حکاکی رنگی با استفاده از دستگاه لیزر فایبر، لازم است به چند نکته مهم به شرح زیر توجه داشته باشید:

• مدت زمان پالس را متناسب با نوع متریال تنظیم کنید. با تنظیم طول پالس‌ها، امکان کنترل بیشتری بر روی حکاکی خواهید داشت و نتایج مطلوب‌تری حاصل می‌شود.
• قبل از حکاکی بر روی سطح، حتما از سازگار دستگاه با آن مطمئن شوید البته لیزر فایبر قابل استفاده بر روی طیف وسیعی از مواد است اما ممکن است بعضی از مواد حساس در اثر حرارت ورودی دچار آسیب شوند.
• می‌توانید رنگ‌های متنوعی را برای حکاکی رنگی استفاده کنید.

جمع بندی 

در این مقاله با حکاکی رنگی یا مارکینگ رنگی با استفاده دستگاه لیزر فایبر مارکینگ آشنا شدیم. اگر در رابطه با این نوع از حکاکی سوالی دارید، می‌توانید در بخش نظرات آن را با ما در میان بگذارید، کارشناسان نوین تاک همیشه آماده پاسخگویی به شما هستند.