Khắc Laser là gì?

Cơ sở của khắc laser

Khắc laser là một quá trình hoàn thiện bề mặt sử dụng tia laser để khắc hoặc đánh dấu một thiết kế lên bề mặt vật liệu. Tia laze tạo ra một chùm ánh sáng cường độ cao có thể được tập trung chính xác để khắc các chi tiết và hoa văn tinh xảo mà các phương pháp khác không thể đạt được. Trong quá trình khắc laser, chùm tia laser năng lượng cao sẽ đốt cháy (làm bay hơi) một lượng nhỏ vật liệu trong các khu vực được chọn để tạo ra dấu vĩnh viễn. Khắc laser được sử dụng để trang trí, ghi nhãn, đánh dấu và cá nhân hóa trên nhiều loại vật liệu như kim loại, nhựa, thủy tinh và đá. Nó cho phép đánh dấu vĩnh viễn, độ chính xác cao mà không cần tiếp xúc và không có vật liệu tiêu hao.

Mục đích của khắc laser

Khắc laser là một kỹ thuật đánh dấu hấp dẫn cho nhiều loại vật liệu nhờ tính chất vĩnh viễn và độ chính xác cao của nó. Hiểu các mục tiêu và ứng dụng chính của khắc laser sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về phương pháp xử lý laser phổ biến này.

• Trang trí – Tạo hiệu ứng hình ảnh, hoa văn độc đáo trên bề mặt sản phẩm tăng tính thẩm mỹ
• Xây dựng thương hiệu – Khắc logo hoặc các dấu hiệu nhận biết khác lên sản phẩm để quảng bá thương hiệu
• Tùy biến – Cá nhân hóa sản phẩm bằng cách khắc tên, ngày tháng hoặc thông tin tùy chỉnh khác
• đánh dấu chức năng – Tạo tỷ lệ, mặt số, nút và các điểm đánh dấu chức năng khác
• đánh dấu an ninh – Thêm số sê-ri duy nhất hoặc dấu hiệu chống hàng giả
• Giá trị gia tăng – Tăng giá trị sản phẩm thông qua khắc
• Đánh dấu vĩnh viễn – Laser có thể tạo vết vĩnh viễn trên bề mặt vật liệu
• đánh dấu chính xác cao – Tập trung chùm tia laser cho phép tạo ra các mẫu tinh xảo và phức tạp
• đánh dấu không tiếp xúc – Không cần tiếp xúc vật lý trong quá trình chiếu tia laser
• sản xuất tự động – Khắc laser cho phép sản xuất dây chuyền lắp ráp tự động
• văn hóa thương hiệu – Thiết kế đặc biệt có thể thêm câu chuyện sản phẩm và giá trị văn hóa
• Chức năng nâng cao – Cải thiện tiện ích bằng cách thêm thang đo, đánh dấu vào công cụ hoặc dụng cụ

Các loại khắc laser

Có một số loại quy trình khắc laser khác nhau, mỗi loại có ưu điểm riêng và ứng dụng tốt nhất. Hiểu các kỹ thuật khắc laser khác nhau cho phép kết hợp phương pháp với kết quả đánh dấu mong muốn.

• khắc raster – Đầu laser quét qua lại khắc các đường song song trên một khu vực để tạo ra các hình ảnh và họa tiết có tông màu sáng. Khắc raster hoạt động trên hầu hết các vật liệu và là quy trình phổ biến nhất.
• khắc véc tơ – Tia laser đi theo một đường xác định trước di chuyển trực tiếp từ điểm này sang điểm khác dọc theo đường viền hình ảnh số hóa. Phương pháp "cắt vector" này tạo ra các đường nét và đồ họa sắc nét, rõ ràng.
• Khắc sâu – Sử dụng nhiều đường chuyền với công suất cao, khắc sâu sẽ thâm nhập sâu hơn vào vật liệu để tạo ra các lỗ lõm và hiệu ứng nổi 3D rõ rệt.
• khắc 3D – Khắc 3D chuyên dụng có thể tạo ra các cấu trúc ba chiều phức tạp bằng cách điều khiển dịch chuyển tiêu điểm laser và chồng chéo chính xác nhiều cấp độ.
• tô màu – Màu sắc được nấu chảy một cách có chọn lọc vào các hốc khắc laser để thêm hiệu ứng tương phản màu sắc sống động.
• Tạo bọt – Một số chất dẻo nở ra khi chiếu tia laser; kiểm soát hiệu ứng tạo bọt này có thể tạo ra các mẫu xốp nhúng độc đáo.

Vật liệu phù hợp để khắc laser

Laser có thể khắc hiệu quả nhiều loại vật liệu, nhưng các tính chất vật lý và thông số tương tác của laser cần phải phù hợp để có kết quả tốt nhất.

• Kim loại – Thép không gỉ, nhôm, đồng thau, titan, kim loại quý như vàng và bạc. Kim loại phản xạ chùm tia laze nên thường yêu cầu tia laze sợi quang công suất cao.
• Nhựa & polyme – Khắc laser các vật liệu nhựa nhiệt dẻo như acrylic, ABS, polycarbonate bằng cách làm nóng chảy/làm bay hơi vật liệu. Một số polyme thể hiện hiệu ứng tạo bọt.
• Thủy tinh – Cả thủy tinh borosilicate và pha lê chì đều có thể được khắc và cắt bằng tia laser.
• đồ gốm – Gốm sứ tráng men yêu cầu laser CO2, trong khi laser sợi quang đánh dấu gốm sứ không tráng men kỹ thuật.
• Cao su – Có thể đánh dấu các vật liệu cao su nhẵn như tem và nhãn bằng phương pháp cắt laser.
• Gỗ – Đốt laser có thể tạo các vết đen trang trí trên bề mặt gỗ tự nhiên.
• Da & vải – Da và vải tổng hợp phù hợp để khắc laze các hoa văn và đường cắt.
• Đá – Khắc laser hoạt động trên các loại đá như đá granit, đá cẩm thạch và lapis bằng cách mài mòn có chọn lọc bề mặt.
• Composites – Các vật liệu như sợi thủy tinh và sợi carbon dễ dàng được đánh dấu bằng laser.

Thiết bị khắc laser

Khắc laser yêu cầu thiết bị chuyên dụng để tạo, điều khiển và tập trung chùm tia laser cường độ cao để xử lý vật liệu chính xác.

• các loại laze – Laser CO2 và laser sợi quang được sử dụng phổ biến nhất. Laser CO2 cung cấp năng lượng cao nhưng chỉ có thể khắc phi kim loại. Laser sợi quang cũng cho phép đánh dấu kim loại.
• bộ cộng hưởng laze – Nguồn phát tia laze có khoang quang học để khuếch đại chùm tia.
• giao chùm tia – Các thành phần quang học như gương, thấu kính, cáp quang dẫn hướng và điều khiển chùm tia.
• điều khiển chuyển động – Các giai đoạn chính xác và điện kế nhắm và di chuyển chùm tia trên phôi.
• Hệ thống làm mát – Bộ phận làm lạnh lưu thông chất lỏng làm mát để duy trì nhiệt độ laser.
• Hút chiết – Máy hút khói loại bỏ khí và mảnh vụn của quá trình.
• Phần mềm – Các chương trình máy tính sao chép các tệp thiết kế và điều khiển định vị/đầu ra laze.
• Khu vực làm việc – Buồng laser kín với các khóa liên động an toàn cung cấp một vỏ bọc làm việc có kiểm soát.
• Định vị – Trục quay có thể xoay phôi hình trụ để khắc theo chu vi.
• Phụ kiện – Bộ tách chùm tia, bộ chuyển đổi bước sóng, thấu kính chuyên dụng, thiết bị quay.

Quy trình khắc laser

Để đạt được chất lượng khắc laser đòi hỏi phải lập kế hoạch cẩn thận và thực hiện quy trình đánh dấu laser hoàn chỉnh.

1. Thiết kế – Tạo các tệp thiết kế vector và raster chỉ định các mẫu, đồ họa, văn bản, số sê-ri.
2. Chuẩn bị vật liệu – Đảm bảo bề mặt vật liệu sạch sẽ và sẵn sàng, loại bỏ lớp phủ nếu cần. Cố định hoặc dán vật liệu tại chỗ.
3. thiết lập laser – Lựa chọn các thông số laser, ống kính, công suất, tốc độ và tiêu cự phù hợp dựa trên vật liệu.
4. khắc thử – Thực hiện đánh dấu laser thử nghiệm trên các mảnh mẫu để tinh chỉnh cài đặt.
5. khắc – Vận hành hệ thống khắc laser theo file thiết kế đã được lập trình sẵn. Giám sát quá trình.
6. Hậu xử lý – Làm sạch cặn bẩn, loại bỏ lớp sơn bảo vệ, làm phẳng bề mặt. Thêm màu tô nếu cần.
7. Sự kiểm tra – Xác minh chất lượng khắc và liệu nó có đáp ứng các thông số kỹ thuật hay không. Lặp lại khắc hoặc đánh bóng lại nếu cần thiết.

Ứng dụng công nghiệp

Khắc laser được sử dụng rộng rãi trong các ngành sản xuất để đánh dấu vĩnh viễn các bộ phận, bộ phận và sản phẩm.

• Ô tô – Số VIN, logo thương hiệu, nhãn điều khiển, mặt số, tấm đá, các bộ phận trang trí.
• Không gian vũ trụ – Số bộ phận, dấu chứng nhận, thang đo gia tăng, bảng dữ liệu.
• Thiết bị điện tử – Đánh dấu bàn phím, số sê-ri, nhãn quy định, chia vạch.
• Y khoa – Cân và chỉ báo trên dụng cụ, đánh dấu dụng cụ dùng một lần.
• Súng – Số sê-ri, tên kiểu máy, các yếu tố trang trí, nhãn hiệu.
• Công cụ máy móc – Bảng điều khiển, biển ID máy, mặt số chia vạch và kim chỉ giờ.
• Ống – Đường bố trí, chỉ báo chất lỏng, nhãn van và phụ kiện.
• Bảng chỉ dẫn – Logo công ty, hướng dẫn hoạt động, áp phích, yếu tố trang trí.
• Máy móc gia dụng – Tên thương hiệu, nhãn kiểm soát, vạch chia độ, số sê-ri.

Khắc Laser cho trang sức và phụ kiện

Khắc laser lý tưởng cho thiết kế trang trí trên đồ trang sức, đồng hồ, kính mắt, túi xách, ví và các phụ kiện khác.

• Thiết kế độc đáo – Chữ lồng phức tạp, tên, mẫu để cá nhân hóa các mảnh.
• Logo xây dựng thương hiệu – Logo hoặc phù hiệu công ty vĩnh viễn nhưng tinh tế.
• Dấu hiệu bảo mật – Khắc siêu nhỏ số sê-ri và thương hiệu lên miếng kim loại quý.
• Hiệu ứng hai tông màu – Kết hợp các kết cấu mờ được đánh bóng và laser.
• Dấu hiệu vô hình – Sử dụng công suất thấp để đánh dấu tinh vi các vật có giá trị.
• Tô màu – Trám các chỗ chạm khắc bằng sơn men để tạo sự sống động.
• Hình học phức tạp – Điều khiển laser 2D và 3D linh hoạt phù hợp với các bề mặt cong.
• Các kim loại quý – Vàng, bạc, bạch kim có thể được đánh dấu chính xác mà không bị hư hại.
• Cài đặt đá quý – Đá khắc trực tiếp xung quanh và các chi tiết tích hợp.
• đánh dấu quy mô – Áp dụng các vạch chia độ và chỉ số chính xác trên mặt số đồng hồ.

So sánh với các quy trình hoàn thiện bề mặt khác

Mặc dù khắc laser có nhiều ưu điểm, nhưng các kỹ thuật hoàn thiện bề mặt khác có thể phù hợp hơn tùy thuộc vào yêu cầu của ứng dụng.

• khắc cơ khí – Sử dụng máy cắt kim cương cần tiếp xúc nhiều hơn nhưng hoạt động trên nhiều vật liệu hơn. Thủ công cho phép thiết kế sáng tạo.
• quang hóa khắc (bấm để tìm hiểu thêm) – Khắc kim loại qua mặt nạ bằng hóa chất. Độ sâu hạn chế nhưng kết quả rất nhất quán.
• In màn hình – Mực được đẩy qua màn hình lưới mịn để in đồ họa và văn bản lên các bề mặt. Cho phép hiệu ứng nhiều màu.
• In pad – Bản khắc ảnh chuyển hoa văn mực in lên sản phẩm. Hoạt động tốt trên các đối tượng 3D nhưng cho độ chính xác và độ bền thấp hơn.
• Dập nổi – Ép khuôn vào vật liệu tạo hiệu ứng 3D nổi. Không có loại bỏ vật liệu xảy ra với dập nổi.
• sự thăng hoa – Hình ảnh thuốc nhuộm in khuếch tán vào chất nền khi được làm nóng. Chủ yếu được sử dụng cho các loại vải và polyme.
• Đánh dấu bằng laser – Đổi màu vật liệu trực tiếp từ quá trình gia nhiệt bằng laser. Chi phí thấp hơn nhưng thường kém chính xác hơn khắc laser.
• In phun – Các giọt mực được phun để in đồ họa và văn bản lên các vật liệu khác nhau. Có khả năng nhiều màu nhưng dễ bị mòn.