دستگاه لیزر حکاکی : دستگاه لیزر حکاکی فلزات دستگاهی است که عملیات حکاکی را توسط پرتو نوری انجام می دهد ، این پرتو توسط یک فیبر نوری که در آن از عناصر کمیاب مانند اربیوم، یتربیم، نئودیمیم، دیسپروزیوم، پراسئودیمیوم، تالیم استفاده شده ، انتقال داده می شود، این عناصر مربوط به تقویت کننده های فیبرهای دوتایی هستند ،که باعث تقویت نور می شوند، یکی از مهمترین عوامل انتقال پرتو نوری در دستگاه لیزر حکاکی ، فایبر(فیبر) مورد استفاده در مرکز دستگاه است.
دلیل قرارگیری فایبر(فیبر) در مرکز این است که این عناصر دارای سطوح انرژی بسیار بالایی هستند و اجازه می دهد تا از منبع پائین پد دیود لیزری استفاده کنند ولی همچنان پرتوی خروجی، دارای انرژی بالایی باشد، انتقال این انرژی با همان کیفیت اولیه به گالوو و لنز و در نهایت سطح قطعه، باعث ایجاد حکاکی با رزولوشن و عمق بالا می شود.
دلیل قرارگیری فایبر(فیبر) در مرکز این است که این عناصر دارای سطوح انرژی بسیار بالایی هستند و اجازه می دهد تا از منبع پائین پد دیود لیزری استفاده کنند ولی همچنان پرتوی خروجی، دارای انرژی بالایی باشد و به فیبر با کیفیت بالا نیاز دارد ، انتقال این انرژی با همان کیفیت اولیه به گالوو و لنز و در نهایت سطح قطعه ، باعث ایجاد حکاکی با رزولوشن و عمق بالا می شود، حک انجام شده آسیبی به قطعه وارد نمی کند و ماندگاری بالایی دارد.
دستگاه لیزر حکاکی ، دستگاه لیزر حکاکی رومیزی
در دستگاه لیزر حکاکی میزدار مجموعه کامل تجهیزات به همراه کامپیوتر ، مانیتور و میز کاربردی با کیفیت جهت سهولت کاربری به کار گرفته شده و در دستگاه لیزر حکاکی رومیزی کامپیوتر، مانیتور و میز وجود ندارد ولی قطعات استفاده شده در هر دو دستگاه کیفیت یکسان دارند.
دستگاه لیزر حکاکی پرتابل و دستگاه لیزر حکاکی ایستاده
دستگاه لیزر حکاکی پرتابل صنعتی مناسب برای حکاکی قطعات بزرگ است و دستگاه لیزر حکاکی ایستاده برای حکاکی قطعات تولید شده در تیراژ بالا مناسب می باشد.
تاریخچه دستگاه لیزر حکاکی
مبانی نظری لیزر را آلبرت انیشتین در سال 1917 طی مقاله‌ای مطرح کرد ولی سال‌های نسبتاً زیادی طول کشید تا صنعت و فناوری امکان ساخت نخستین لیزر را فراهم کند.
نخستین لیزر با استفاده از گذار میکروویو در مولکول‌های آمونیاک ساخته شد.
الیاس اسنیتزر لیزر فایبر را در سال 1961 اختراع کرد و استفاده از آن را در سال 1963 نشان داد. با این حال، کاربردهای تجاری جدی لیزر فایبر در دهه 1990 ظاهر شد.
چرا اینقدر طول کشید؟ دلیل اصلی این است که فناوری لیزر فایبر هنوز در مراحل اولیه بود. به عنوان مثال، لیزرهای فایبر تنها می توانستند چند ده میلی وات ساطع کنند در حالی که برای کاربردی بودن به حداقل 20 وات نیاز بود. همچنین هیچ وسیله ای برای تولید نور دیود با کیفیت بالا وجود نداشت، زیرا دیودهای لیزر به خوبی امروز عمل نمی کردند.
در اینجا برخی از لحظات کلیدی در تاریخ فناوری لیزر فیبر وجود دارد که به سال 1917 بازمی‌گردد، زمانی که آلبرت انیشتین پایه‌های آن را بنا کرد.
1.در سال 1917 تحریک انتشارات نوری توسط آلبرت انیشین کشف شد. 2. در سال 1957 توسعه چارچوب نظری برای لیزر توسط گوردن گولد مطرح شد. 3. در سال 1960 تد میمن برای اولین بار پرتوهای لیزر موج پیوسته و همچنین لیزری با نام لیزر یاقوتی را ساخت. 3. در سال 1961 اصطلاح فیبر نوری توسط ناریندر کاپنی ابداع شد.
4. در سال 1962 ایجاد حالت های نوری در شیشه توسط الیاس اسنیتزر اختراع شد، آقای الیاس اسنیتزر از تاثیر گذارترین دانشمندان اپتیک و لیزر بوده اند.
5- تکنیک Q سوییچ برای لیزرهای پالسی توسط رابرت دبلیو. هلوارث و آر.جی. مک کلانگ ارایه شد. 6-در سال 1964 تحقیقات دانشمندان به ثمر نشست و اولین لیزر فایبر توسط الیاس اسنیتزر رونمایی شد. 7-چارلز کائو و جورج هاکام در سال 1964 روشی برای حذف ناخالصی ها از الیاف شیشه و جلوگیری از اتلاف نور کشف کردند. 8. سال 1988 ، باز هم الیاس اسنیتزر و این بار فیبر دولایه به نمایش گذاشته شد. 9. بالاخره در سال 2004 لیزرهای کنونی ، لیزر و تقویت کننده فیبر سیلیکا تک حالته توسط دیوید ان. پین اختراع شد.
انواع دستگاه لیزر حکاکی
لیزر حکاکی میزدار IHC30/50 یک مجموعه کامل شامل میز ، کامپیوتر ، مانیتور 19 اینچ ال ای دی ، موس و کیبورد است و نیازی به اضافه کردن تجهیزات دیگر ندارد.
این دستگاه برای کاربرانی پیشنهاد می شود که فضای کافی برای جا گذاری دستگاه لیزر حکاکی میزدار را دارند، بیشترین متقاضی این دستگاه ، کارخانه ها و کارگاه های تولیدی یا محصولات پر تیراژ هستند.
دستگاه لیزر حکاکی میزدار به خاطر وجود چرخ در زیر میز قابلیت جابجایی در سطوح صاف را دارد. این دستگاه قابلیت اتصال روتاری را دارد.
لیزر حکاکی رومیزی IHD30/50 یک دستگاه کم حجم و سبک مناسب برای فضاهای کوچک است ( بدون میز و کامپیوتر و مانیتور )است
اغلب در مواقعی که فضای کافی برای دستگاه لیزر حکاکی وجود ندارد یا زمانی که نیاز به یک کامپیوتر شخصی و قوی وجود دارد از این دستگاه استفاده می شود.
لیزر حکاکی ایستاده IHF30/50/100 بیشترین مصرف این دستگاهها در خطوط تولید است مانند خطوط تولید نوشیدنی ها ، سیم و کابل ، لوله و غیره
دستگاه حکاکی لیزری ایستاده برای خطوط تولید با سرعت بالا مناسب است و علاوه بر سرعت ، کیفیت بالای حکاکی را نیز ایجاد می کند.
لیزر حکاکی پرتابل IHP30/50 برای حکاکی قطعات غیر قابل حمل و سنگین و یا قطعاتی که دارای ابعاد بزرگ قابل حمل نیستند و در ارتفاع بالاتری قرار دارند استفاده می شود. معمولا قطعات ، سازه ها و دستگاه های بزرگ با دستگاه لیزر پرتابل حکاکی می شوند.
استفاده از انواع سورس های برندهای معتبر (Raycus ,IPG,JPT) که با توان های مختلف 30 وات،50 وات،100 وات ارایه می گردد و با توجه به نیاز و درخواست مشتری و نوع حکاکی مورد نظر سورس مناسب پیشنهاد می گردد.
در دستگاه لیزر حکاکی ، سورس ریکاس برای حکاکی و نشانه گذاری های معمول ، سورس جی پی تی برای حکاکی هایی در تیراژ بالا و سورس آی پی جی برای حکاکی هایی در تیراژ و دقت حکاکی بالا استفاده می شود.
دستگاه لیزر حکاکی چیست؟
واژه لیزر به انگلیسی Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation به معنی «تقویت نور به روش گسیل القایی تابش» است.
نور لیزر را تکفام پرتو نیز می‌نامند.
لیزر ابزاری است که نور را به صورت پرتوهای موازی بسیار باریکی که طول موج مشخصی دارند ساطع می‌کنند. این دستگاه از ماده‌ای جمع‌کننده یا فعال‌کننده نور تشکیل شده که درون محفظه تشدید نور قرار دارد. این ماده پرتو نور را که به وسیله یک منبع انرژی بیرونی (از نوع الکتریسیته یا نور) به وجود آمده، تقویت می‌کند.
نخستین بار طرح اولیه لیزر را انیشتین داد.
کار لیزر به این‌گونه است که با تابش یک فوتون به یک ذره (اتم یا مولکول یا یون)برانگیخته، یک فوتون دیگر نیز آزاد می‌شود که این دو فوتون با هم، هم فرکانس هستند.
با ادامه این روند شمار فوتون‌ها افزایش می‌یابد که می‌توانند باریکه‌ای از فوتون‌ها را به وجود بیاورند.
با دادن انرژی به الکترون‌های یک اتم می‌توان آن‌ها را به مدارهای بالاتر برد.
اما این خانه جدید برای الکترون‌ها جایگاه چندان پایداری نیست و الکترون‌ها ترجیح می‌دهند با پس دادن انرژی به مدار اصلی خود برگردند. این انرژی به صورت یک فوتون با فرکانس مشخص آزاد می‌شود. یعنی یک واحد انرژی نور ازهمین فوتون‌ها ساخته می‌شود.
پس اگر با تعداد زیادی از اتم‌ها هم‌زمان این کار را انجام دهیم، می‌توانیم پرتو نوری تک فرکانس ایجاد کنیم.
علاوه بر اینکه با روش‌ها و دقت‌هایی می‌توان پرتوهای هم فاز تولید کرد. این پدیده اساس تولید پرتوهای لیزر است. لیزر از نظر ماهیت هیچ تفاوتی با نور عادی ندارد و خواص فیزیکی لیزر، آن را از نورهای ایجاد شده از دیگر منابع متمایز می‌سازد.
ویژگی‌های منحصربه فرد لیزر حکاکی که آن را از نورهای دیگر متمایز می‌سازد که در هیچ منبع نور دیگری یافت نمی‌شود:
1-هم دوسی 2-تک رنگی 3-واگرایی کم 4-موازی بودن پرتو
خروجی لیزرها به دو صورت پالسی و پیوسته می‌باشد. پالس در واقع نوری است که در محدوده زمانی کوتاه تابیده می‌شود.
یکی از اجزای مهم در دستگاه لیزر حکاکی و انتقال پرتو ، کلیمیتور است و انواع مختلفی دارد.
کلیمیتورهای فوکوس ثابت : کلیمیتورهای فوکوس ثابت از یک فاصله ثابت برای همسان سازی پرتو نور بدون نیاز به تنظیم یا فوکوس استفاده می کنند.
که شامل یک لنز یا مجموعه ای از عدسی ها هستند که برای تولید یک پرتو نور موازی با فاصله کانونی ثابت طراحی شده اند. کلیمیتورهای فوکوس ثابت به طور گسترده در سیستم‌های حسگر نوری و سیستم‌های ارتباط نوری استفاده می‌شوند.
لنزها انحرافاتی را که در عدسی‌های کروی سنتی رخ می‌دهد، اصلاح می‌کنند و در نتیجه یک پرتو نور با دقت بالا ایجاد می‌کنند. کلیمیتورهای آسفریک در کاربردهایی که کلیمیتوری با کیفیت بالا ضروری است، مانند ارتباطات نوری، حسگر و دیودهای لیزر، مفید هستند. همچنین می توانند پرتوهایی با زاویه واگرایی بسیار کم تولید کنند که برای کاربردهایی که نیاز به اندازه نقطه کوچک دارند مناسب است.
کلیمیتورهای با فوکوس قابل تنظیم به طور گسترده در سیستم‌های میکروسکوپ نوری، تصویربرداری و ماشین‌کاری لیزری استفاده می‌شوند که در آن فاصله بین کلیمیتور و هدف متفاوت است. این کلیمیتورها در کاربردهایی که اندازه یا شکل پرتو همسان شده باید تغییر کند نیز استفاده می شود.
برخی از مزایای دستگاه لیزر حکاکی عبارتند از:
1-در حال حاضر نور در سورس تولید شده و از طریق یک فیبر انعطاف پذیر منتقل می شود: واقعیت این است که نور تولید شده با قرار گرفتن در فیبر و انتفال به کلیمانور به راحتی به یک عنصر متمرکز تبدیل می شود. این برای حکاکی لیزر، جوشکاری و برش فلزات مهم است، یکی از نقاط قوت دستگاه لیزر حکاکی ایجاد تمرکز و دقت بالای پرتو لیزر است.
2-قدرت خروجی بالا: لیزرهای فایبر می توانند از میزان نوری بسیار بالایی برخوردار باشند.قدرت بالا و پالسهای نانو ثانیه ای باعث بهبود کیفیت حکاکی می شوند. این موضوع در سورسهای QB با کیفیت بالاتری انجام می شود.
3-کیفیت نوری بالا: خصوصیات موج برهای فایبر، مشکلات حرارتی مسیر نوری را کاهش داده یا از بین می برد، به طور معمول تولید پرتو نوری محدود و با کیفیت بالا را انجام می دهد.
4-اندازه جمع و جور: فایبر لیزر به علت انعطاف پذیری در کابل ، می تواند برای صرفه جویی در محیط کار مناسب باشد.
5-قابلیت اطمینان: لیزرهای فایبر دارای درجه حرارت بالا و ثبات ارتعاش،طول عمر بالا و هزینه تعمیر و نگهداری پایین می باشد که باعث پایداری در ارایه کیفیت در مدت زمان طولانی می شود.
6-به دلیل توان تبدیل انرژی بالا و پیک های نهایی پرتوان باعث می شود علامت گذاری و حکاکی موثر انجام شود.
7-قدرت اضافی باعث می شود کیفیت پرتو بهترو سرعت برش سریع تر و تمیزتر شود. برای مثال حکاکی یک قطعه فلزی 25 سانتی با لیزر 50 وات و لنز 30*30 به زمان بسیاری نیاز دارد ولی حکاکی همین قطعه با دستگاه لیزر حکاکی 100 وات در زمان کمتر از یک دقیقه با کیفیت حک و عمق بالا انجام می شود.
8-هزینه خرید و سرمایه گذاری اولیه معقول و مقرون به صرفه و عمر طولانی و هزینه نگهداری پایین دستگاه لیزر حکاکی ( به غیر از برق مصرفی، هزینه دیگری ندارد )
9- یکی دیگر از جنبه های مفید در نحوه کارکرد لیزرهای فایبر، این است که با وجود شدت زیاد و خروجی بالا، به راحتی و سریع می توانند خنک می شوند
10-بسیاری از لیزرهای دیگر معمولا تنها مقدار کمی از توان را به یک لیزر تبدیل می کنند ولی یک لیزر فایبر بین 70 تا 80 درصد از توان را تبدیل می کند. در دستگاه لیزر حکاکی این فرایند باعث ایجاد علایم و نشانه های عمیق و دقیق بر روی فلزات می شود.
11-دستگاه لیزر حکاکی لیزر فایبر با تبدیل درصد بالایی از انرژی ورودی که دریافت می کند، کارآمدی و راندمان بالایی ارایه می دهد که می تواند باعث کاهش هزینه ها و تولید محصول با کیفیت می شود.
12- یک لیزر فایبر با نویز کم دامنه هم کار می کند.
13- حکاکی انجام شده توسط دستگاه لیزر ماندگاری بالایی دارد و با قرار گیری در فضای باز یا محیط های بسته دچار افت کیفیت نمی شود.
14- دستگاه لیزر حکاکی معمولا به صورت پکیج کامل ارایه می گردد و به تامین و خرید تجهیزات اضافی نیاز ندارد.
مواردی که باید هنگام خرید دستگاه لیزر حکاکی فایبر در نظر بگیرید
دستگاه لیزر حکاکی فایبر در حال حاضر به طور گسترده در صنعت چاپ و صنایع تولیدی استفاده می شود و مواد و محصولات مختلفی را حکاکی از می کند. اگر فرآیند حکاکی به درستی انجام نشود، ممکن است به کالا آسیب برساند. اگر بخواهید از دستگاه لیزر حکاکی استفاده کنید بهتر است مواردی را در نظر بگیرید.
نیاز سنجی
هنگام خرید دستگاه لیزر حکاکی فایبر، مهمترین چیز این است که نیازهای واقعی حکاکی خود را بدانید تا مناسب ترین دستگاه حکاکی لیزری فایبر را انتخاب کنید که برای قطعات شما مناسب باشد. به عنوان مثال اگر شما قصد دارید روزانه 2000 قطعه 7*3 سانتی متری را حکاکی کنید ، این امر با دستگاه 30 وات امکان پذیر نمی باشد و پاسخگوی نیاز شما نخواهد بود و برای اینکار باید دستگاه 50 وات را تهیه کنید.
قبل از انتخاب دستگاه لیزر حکاکی فایبر، ابتدا با نحوه عملکرد آن آشنا شویم ، در ادامه مطلب به طور اجمالی به بررسی دستگاه لیزر حکاکی با توانهای 20 و 30 وات می پردازیم
دستگاه حکاکی لیزری ۲۰ وات
در حال حاضر این حداقل قدرت دستگاه لیزر حکاکی است که بیشتر برای مصارف خانگی استفاده می گردد ولی برای مصارف صنعتی پیشنهاد نمی شود.
لیزر ۲۰ وات کاربردی مانند لیزر 30 وات دارد و عمدتا برای حکاکی روی سطح مواد مانند فولاد، برنج و انواع فلزات است ولی برای حکاکی محدودیت ظرفیت دارد.
نمی تواند خیلی عمیق حکاکی کند و زمان حکاکی بسیار طولانی خواهد بود. در ضمن نتیجه حکاکی هم مطلوب نیست.
به عنوان مثال حداکثر می تواند 0.5 میلی متر روی فولاد در ابعاد 8*4 سانتیمتر و مدت زمان 30 دقیقه الی یک ساعت حکاکی کند.
دستگاه لیزر حکاکی ۳۰ وات
دستگاه حکاکی لیزری ۳۰ وات قدرت بیشتری نسبت به 20 وات دارد. علاوه بر همان کارایی ها ، دستگاه ۳۰ وات به وضوح می تواند در سرعت ، قدرت و عمق حکاکی عملکرد بهتری داشته باشد.
دستگاه لیزر ۳۰ وات برای حکاکی روی انواع قطعات مناسب است ، حکاکی های تبلیغاتی ، حکاکی لیزر قطعات تولیدی برای خودروها ، حکاکی پلاک و غیره از جمله مواردی است که می توان با دستگاه حکاکی لیزر ۳۰ وات انجام داد، دستگاه لیزر حکاکی 30 وات برای حکاکی با تیراژ روزانه بالا مناسب است و توانایی برش بسیار محدودی دارد.
مواد
هنگام خرید دستگاه لیزر حکاکی فایبر، باید جنس قطعه ای که برای حکاکی در نظر دارید و اثر حکاکی که به وجود خواهد آمد را بشناسید. زیرا اثر حک لیزر بر روی مواد مختلف جهت حکاکی یا برش متفاوت خواهد بود و برای حکاکی با کیفیت بر روی مواد مختلف ممکن است به قدرت بالاتر و یا بازه فرکانس بیشتری نیاز داشته باشید.
دستگاه لیزر حکاکی توانایی حکاکی بر روی شیشه های شفاف را ندارد، زیرا با عبور نور از قطعه فاصله کانونی مورد نیاز دستگاه لیزر حکاکی ، بر روی قطعه شکل نمی گیرد به همین دلیل امکان حکاکی روی شیشه ها و قطعات شفاف را ندارد ، برای حکاکی این قطعات باید از سایر دستگاه های لیزر استفاده کرد.
به اندازه قطعه خود دقت کنید تا لنز متناسب با نیاز خود را دریافت کنید.
اگر سایز لنز از سایز قطعه شما کوچکتر باشد نمی تواند سطح قطعه شما را پوشش دهد و حکاکی کاملی انجام نخواهد شد و اگر سایز لنز از قطعه شما بسیار بزرگتر باشد ، زمان حکاکی طولانی تر از حد معمول خواهد شد.
بعضا می توان با استفاده از لنز 7 سانتی در دستگاه حکاکی لیزری 30 وات برای برش قطعات طلا استفاده کرد.
قطعات دستگاه لیزر حکاکی
کیفت قطعات استفاده شده در دستگاه لیزر حکاکی بسیار حائز اهمیت است، کیفیت قطعات در طول عمر دستگاه، کیفیت عملکرد و هزینه های تعمیر و نگهداری بسیار موثر است.
در ایران حک از سه برند معتبر بین المللی سورس لیزر استفاده می شود. سورس IPG سورس JPT سورس RAYCUS که با توجه به نیاز کارفرما سورس مناسب پیشنهاد می گردد.
لازم به ذکر است اکثر مشاغلی که از دستگاه لیزر حکاکی استفاده می کنند از سورس برند Raycus استفاده می کنند ولی برای حکاکی قطعات در تیراژ زیاد که نیاز به سرعت و دقت بالا وجود دارد، سورسهای IPG و JPT برای استفاده در دستگاه لیزر حکاکی پیشنهاد می گردد..
مجموعه ایران حک با توجه به کاربرد بالای دستگاه لیزر حکاکی که می تواند طیف گسترده ای از مواد و مشاغل را پوشش دهداز جمله :
برش طلا و جواهر ،حک بر روی لوازم کامپیوتر و هدایای تبلیغاتی،شیرآلات صنعتی، قطعات خودرو، حکاکی بارکد، سریال نامبر، حک بر روی کاشی، اقدام به تامین و فروش دستگاه لیزر حکاکی با کیفیت کرده است.
انواع دستگاه لیزر حکاکی ارایه شده توسط ایران حک شامل یک سال گارانتی و 5 سال خدمات پس از فروش می باشند.