Đánh dấu bằng laser ảnh hưởng đến bề mặt của các vật liệu khác nhau như thế nào?

Khắc laser ảnh hưởng thế nào đến bề mặt của các vật liệu khác nhau?

MỘT máy khắc laser là một công cụ được sử dụng để đánh dấu hoặc khắc nhiều loại vật liệu khác nhau với sự trợ giúp của chùm tia laser. Tùy thuộc vào vật liệu được đánh dấu, các loại máy khắc laser khác nhau được sử dụng, chẳng hạn như máy khắc laser sợi quang cho kim loại và nhựa, hoặc máy khắc laser CO2 cho vật liệu hữu cơ như gỗ và thủy tinh, và máy khắc laser UV để xử lý lạnh. Mỗi loại laser hoạt động ở một bước sóng khác nhau và sử dụng một cơ chế khác nhau, làm cho nó phù hợp với các nhiệm vụ và vật liệu cụ thể. Bài viết này chủ yếu thảo luận về các vấn đề và giải pháp khắc laser trên bề mặt của các vật liệu khác nhau, giúp bạn lựa chọn tốt hơn một máy khắc phù hợp với doanh nghiệp của mình.

Giới thiệu về máy khắc laser

Tổng quan về đánh dấu bằng laser

Đánh dấu bằng laser là công nghệ sử dụng chùm tia laser có mật độ năng lượng cao để chiếu xạ cục bộ vào phôi, để lại dấu vĩnh viễn trên bề mặt vật liệu bằng cách làm bay hơi vật liệu bề mặt hoặc gây ra phản ứng hóa học làm đổi màu. Đây là phương pháp có độ chính xác cao và hiệu quả để thêm dấu vĩnh viễn, logo, số sê-ri, mã vạch hoặc các thiết kế khác vào bề mặt. Máy đánh dấu bằng laser thường được sử dụng trong sản xuất, ô tô, điện tử, hàng không vũ trụ, thiết bị y tế và các ngành công nghiệp khác. So với các phương pháp đánh dấu truyền thống như khắc phun mực hoặc khắc cơ học, phương pháp này có thể tạo ra các dấu vĩnh viễn chất lượng cao mà không cần tiếp xúc trực tiếp với vật liệu, do đó giảm nguy cơ hư hỏng hoặc nhiễm bẩn. Ngoài ra, phương pháp này cho phép kiểm soát chính xác độ sâu, chiều rộng và vị trí của dấu, khiến phương pháp này trở nên lý tưởng cho các thiết kế phức tạp và các thành phần nhỏ.

Các loại máy khắc laser chính

Đánh dấu bằng laser là công nghệ đa năng và chính xác sử dụng các loại laser khác nhau để đạt được các chức năng đánh dấu cụ thể. Ba loại laser chính được sử dụng trong quy trình này là laser sợi quang, laser CO2 và laser UV.

Máy khắc laser sợi quang

Các máy khắc laser sợi quang là thiết bị khắc laser tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay. Máy khắc laser sợi quang có hiệu suất chuyển đổi quang điện cao, làm mát bằng không khí, kích thước nhỏ, chất lượng tốc độ ánh sáng đầu ra tốt và độ tin cậy cao. Nó có thể khắc vật liệu kim loại và một số vật liệu phi kim loại, và chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực có yêu cầu cao về độ sâu, độ mịn và độ mịn. Chúng được chia thành máy khắc laser sợi quang liên tục và máy khắc laser sợi quang xung. Máy khắc laser MOPA mà chúng ta quen thuộc là một loại máy khắc laser sợi quang xung, chủ yếu được sử dụng cho kim loại và phi kim loại (tương tự như hiệu suất của sợi quang thông thường) và có thể thực hiện đánh dấu màu trên bề mặt vật liệu thép không gỉ.

Máy khắc laser CO2

Các máy khắc laser CO2 là máy phát laser CO2 sử dụng khí CO2 làm môi trường. CO2 và các khí phụ trợ khác được nạp vào ống xả và điện áp cao được áp dụng cho điện cực. Một luồng phóng điện phát sáng được tạo ra trong ống xả, khiến khí giải phóng tia laser có bước sóng 10,64um. Sau khi năng lượng laser được khuếch đại, nó được quét bằng một máy đo điện và được hội tụ bằng gương F-Theta. Dưới sự điều khiển của máy tính và thẻ điều khiển khắc laser, hình ảnh, văn bản, số và đường kẻ có thể được đánh dấu trên phôi theo yêu cầu của người dùng. Hiện nay, máy khắc laser CO2 chủ yếu được sử dụng để khắc phi kim loại.

Máy khắc laser UV

Máy khắc laser UV được phát triển với tia laser UV 355nm. Ánh sáng UV 355nm có điểm hội tụ rất nhỏ, có thể làm giảm đáng kể biến dạng cơ học của vật liệu và là quy trình lạnh. Vùng ảnh hưởng nhiệt rất nhỏ và sẽ không có hiệu ứng nhiệt hoặc cháy vật liệu. Ngoài đồng, tia laser UV phù hợp để xử lý nhiều loại vật liệu hơn. Máy khắc laser UV chủ yếu dựa trên chùm tia laser công suất thấp độc đáo của nó, đặc biệt phù hợp với thị trường cao cấp về gia công siêu mịn.

Các loại máy khắc laser

Đánh dấu bằng laser là một quá trình đa năng bao gồm nhiều kỹ thuật khác nhau như ủ, khắc, khắc axit, tạo bọt, di chuyển cacbon, v.v. Phương pháp đánh dấu chính xác phụ thuộc vào yêu cầu về vật liệu và chất lượng.

Ủ bằng laser

Trong quá trình ủ laser, chùm tia laser làm nóng cục bộ bề mặt vật liệu để tạo ra một dấu vết. Chùm tia chỉ xuyên qua bề mặt vật liệu từ 20 đến 30µm, do đó, những thay đổi trên bề mặt rất nhỏ. Quá trình làm nóng cục bộ khiến vật liệu thay đổi màu sắc. Tùy thuộc vào nhiệt độ của lớp được làm nóng, dấu vết có thể có màu đen, đỏ, vàng hoặc xanh lá cây. Kết quả của quá trình ủ laser là một dấu vết vĩnh viễn, chống mài mòn. Quá trình ủ laser hoạt động tốt nhất trên kim loại đen và titan.

Khắc laser

Quá trình này bao gồm việc sử dụng chùm tia laser để loại bỏ một số vật liệu khỏi bề mặt của một thành phần. Trong quá trình này, vật liệu hấp thụ nhiệt của tia laser, tan chảy và bốc hơi, tạo ra một dấu vết dưới dạng vết lõm. Vật liệu cũng phản ứng với không khí, gây ra sự thay đổi màu sắc khiến dấu vết trở nên độc đáo hơn. Khắc laser không liên quan đến vật tư tiêu hao. Do đó, nó có chi phí vận hành thấp hơn so với các phương pháp khắc khác sử dụng mực hoặc mũi khoan đặc biệt. Laser phù hợp với nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, nhựa và gốm sứ. Do đó, các kỹ sư sử dụng nó cho nhiều ứng dụng khác nhau.

Khắc laser

Quá trình cực kỳ linh hoạt này tạo ra các vết trên phôi bằng cách làm tan chảy bề mặt của phôi. Chùm tia laser tạo ra các vết nổi bằng cách cung cấp một lượng lớn năng lượng cho một khu vực nhỏ, cục bộ. Kết quả là, bề mặt tan chảy và giãn nở, đổi màu thành đen, xám hoặc trắng. Khắc axit thường được sử dụng để tạo ra các vết vĩnh viễn như số sê-ri, mã ma trận dữ liệu, logo và mã vạch. Đây cũng là một quá trình linh hoạt có thể áp dụng cho nhiều loại kim loại, bao gồm nhôm, chì, thép, magiê, thép không gỉ, v.v.

Sự di chuyển của Carbon

Trong phương pháp này, năng lượng nhiệt từ tia laser phá vỡ các liên kết nhựa và giải phóng oxy và hydro. Phản ứng này khiến vùng mục tiêu tối đi, tạo ra vết màu xám đến xám xanh. Carbon hóa hoặc di chuyển carbon luôn lý tưởng để đánh dấu polyme tổng hợp và vật liệu hữu cơ. Nó hoạt động tốt đối với giấy, gỗ, da, vật liệu đóng gói, v.v. Tuy nhiên, di chuyển carbon không phù hợp lắm với các vật thể tối màu vì vết màu xám được tạo thành có độ tương phản thấp với phần còn lại của phôi, khiến việc đọc vết trở nên khó khăn.

tạo bọt

Khi cần tạo các dấu màu sáng, quá trình di chuyển carbon có thể không giúp ích nhiều, nhưng tạo bọt phù hợp hơn cho các ứng dụng như vậy. Quá trình này bao gồm việc làm nóng bề mặt vật liệu bằng tia laser, khiến vật liệu tan chảy và phát ra bọt. Khi các bọt bị oxy hóa, chúng tạo thành một loại bọt khiến chúng phản chiếu ánh sáng. Phương pháp này là một trong những lựa chọn đánh dấu tốt nhất cho các thành phần màu tối. Điều này là do dấu được nâng lên trên bề mặt của thành phần, tạo ra độ tương phản cao hơn với phần còn lại của bề mặt. Nó cũng lý tưởng để đánh dấu polyme.

Thay đổi màu sắc

Trong kỹ thuật này, tia laser sẽ loại bỏ các lớp của phôi, để lộ các lớp bên dưới. Vật liệu có thể tháo rời hấp thụ nhiệt từ tia laser và bốc hơi để tạo độ tương phản. Do đó, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng màu của lớp phủ ngoài khác với màu của chất nền. Phương pháp này hiệu quả hơn với các vật liệu phủ như nhôm anodized, vì chúng sẽ cho thấy dấu hiệu tuyệt vời và rõ ràng. Các vật liệu khác phù hợp để thay đổi màu sắc là các tấm ép, màng và lá kim loại. Đây là một kỹ thuật tuyệt vời để đánh dấu nhãn, phụ kiện và các mặt hàng đóng gói.

Các yếu tố ảnh hưởng đến việc đánh dấu bằng laser

Thông số laze

Các thông số laser là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến việc đánh dấu bằng laser, chủ yếu bao gồm bước sóng laser, công suất laser, chế độ laser, bán kính điểm, độ ổn định của chế độ, v.v. Các thông số laser như công suất, tốc độ và tần số cần được tối ưu hóa theo vật liệu đánh dấu. Quá nhiều công suất sẽ gây ra tình trạng quá nhiệt, trong khi quá ít công suất sẽ gây ra tình trạng đánh dấu mờ. Hãy thử các cài đặt này để tìm nguồn cân bằng hoàn hảo.

Tính chất vật liệu

Chùm tia laser tác động lên bề mặt vật liệu, một phần năng lượng laser sẽ bị vật liệu hấp thụ hoặc phân tán. Đặc tính hấp thụ và phân tán của vật liệu sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả và chất lượng của việc đánh dấu.

Điều kiện môi trường

Nhiệt độ môi trường có tác động quan trọng đến hoạt động của máy khắc laser. Nếu nhiệt độ môi trường quá cao hoặc quá thấp, khả năng làm mát có thể không ổn định, điều này sẽ khiến hiệu ứng khắc không ổn định. Máy khắc laser cần được làm mát hoặc giữ ấm bên ngoài.

Cơ chế khắc laser trên kim loại

Nguyên lý của khắc laser trên kim loại là làm bốc hơi bề mặt vật liệu ngay lập tức bằng nhiệt độ cao do laser tập trung tạo ra. Màu sắc của khắc laser kim loại chủ yếu phụ thuộc vào bản chất của vật liệu và thứ hai là kích thước của laser.

Đánh dấu ủ: Đánh dấu ủ là quá trình hình thành lớp oxit trên kim loại đen (sắt, thép, thép chất lượng cao) và titan bằng cách nung nóng cục bộ. Ủ laser là công nghệ đánh dấu sử dụng nhiệt chiếu xạ laser để tạo ra quá trình oxy hóa cục bộ mà không làm mòn vật liệu đáng kể.
Khắc laser: Khắc laser sử dụng tia laser nhiệt độ cao để chỉ làm tan chảy bề mặt vật liệu kim loại. Đôi khi quá trình oxy hóa hình thành ở khu vực được khắc, làm cho dấu hiệu dễ nhìn thấy hơn.
Khắc laser: Khắc laser là quá trình laser tạo ra nhiệt độ cao trong quá trình khắc để làm nóng chảy và bốc hơi vật liệu kim loại. Một rãnh có thể nhìn thấy và nhận biết được sẽ được hình thành trên bề mặt.

Tác động của việc khắc laser lên các kim loại khác nhau

Tác động của việc khắc laser lên các kim loại khác nhau tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và thông số laser của chúng. Sau đây là phân tích chi tiết về một số kim loại phổ biến như thép không gỉ, nhôm, đồng thau, đồng và titan:

Thép không gỉ: Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi do khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học tốt. Đánh dấu bằng laser có thể tạo ra các dấu rõ ràng và bền trên bề mặt thép không gỉ và không dễ bị mài mòn. Tuy nhiên, trong quá trình đánh dấu bằng laser, có thể xuất hiện các đốm trắng nhỏ, chủ yếu là do các lý do như công suất laser quá cao, tốc độ đánh dấu quá nhanh hoặc bề mặt thép không gỉ không sạch.
Nhôm: Khắc laser trên nhôm anodized rất đơn giản vì laser loại bỏ lớp anodized để lộ kim loại bên dưới, tạo độ tương phản cao. Ngoài ra, nhôm trần là nhôm, là kim loại nhẹ, chống ăn mòn và có thể tạo thành các vết rõ ràng trên bề mặt. Tuy nhiên, do nhôm có độ phản xạ và độ dẫn nhiệt cao nên tốc độ hấp thụ của chùm tia laser trên bề mặt nhôm thấp, có thể dẫn đến kết quả khắc kém hoặc đòi hỏi công suất laser cao hơn.
Đồng thau: Đồng thau là hợp kim đồng-kẽm có hiệu suất gia công và tính thẩm mỹ tốt. Khắc laser có thể tạo ra các dấu vết rõ ràng và tinh tế trên bề mặt đồng thau, dễ dàng kiểm soát độ sâu khắc. Tuy nhiên, công suất laser quá cao có thể gây ra sự mài mòn hoặc biến dạng bề mặt đồng thau.
Đồng: Đồng là kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt cao. Đồng dễ bị phản xạ trong quá trình khắc laser, ảnh hưởng đến hiệu ứng đánh dấu. Ngoài ra, quá trình oxy hóa bề mặt đồng cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng đánh dấu.
Titan: Titan là kim loại có độ bền cao, chống ăn mòn. Đánh dấu bằng laser có thể tạo ra các dấu chất lượng cao trên bề mặt của nó. Tuy nhiên, do độ dẫn nhiệt cao của titan, vùng ảnh hưởng nhiệt của chùm tia laser trên bề mặt titan có thể lớn và các thông số laser cần được kiểm soát chính xác để tránh hư hỏng vật liệu.

Tóm lại, hiệu ứng của khắc laser trên các kim loại khác nhau tùy thuộc vào tính chất vật liệu và thông số laser của chúng. Trong các ứng dụng thực tế, cần phải lựa chọn thiết bị khắc laser và thông số quy trình phù hợp theo tính chất vật liệu cụ thể và yêu cầu gia công để có được hiệu ứng khắc tốt nhất.

Những thách thức và giải pháp chung

Độ phản xạ

Thách thức:

Kim loại có độ phản xạ cao (như nhôm và đồng) có thể khiến chùm tia laser bị phản xạ trong quá trình khắc laser, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả khắc.

Giải pháp:

Sử dụng lớp phủ chống phản xạ.
Điều chỉnh góc tia laser.

Dẫn nhiệt

Thách thức:

Kim loại có độ dẫn nhiệt cao (như nhôm và titan) có thể gây ra sự khuếch tán nhiệt nhanh trong quá trình khắc laser, làm tăng vùng ảnh hưởng nhiệt và nguy cơ hư hỏng vật liệu.
Quá nhiệt có thể làm kim loại bị cong hoặc đổi màu.

Giải pháp:

Để kiểm soát nhiệt, hãy sử dụng tia laser xung hoặc điều chỉnh công suất và tốc độ của tia laser.
Làm mát kim loại giữa mỗi quy trình cũng có thể giúp giải quyết vấn đề.

Sự oxy hóa

Thách thức:

Một số kim loại (như đồng) dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc lâu với không khí, tạo thành lớp oxit, có thể ảnh hưởng đến hiệu quả của việc khắc laser.

Giải pháp:

Làm sạch và khử oxy bề mặt kim loại trước khi đánh dấu.
Chọn thông số laser thích hợp để xuyên qua lớp oxit và tạo thành dấu rõ ràng trên bề mặt kim loại.

Cơ chế khắc laser trên nhựa

Khắc laser trên nhựa là chiếu tia laser có mật độ năng lượng cao vào nhựa tại chỗ, khiến bề mặt vật liệu trải qua phản ứng hóa học gồm cacbon hóa, tạo bọt hoặc đổi màu, do đó để lại dấu vết vĩnh viễn.

Bọt/biến màu:Carbon trong nhựa bị phá hủy và bốc hơi do nhiệt cục bộ, bị oxy hóa thành carbon dioxide, được giải phóng khỏi nhựa và tạo thành một lớp bọt, sau đó các vật liệu này nguội thành bọt cứng. Tùy thuộc vào thành phần, sự đổi màu sáng hơn hoặc tối hơn. Nhựa tối màu đổi màu thành màu trắng tại vị trí cần đánh dấu, trong khi nhựa sáng màu chuyển sang màu xám hoặc đen.
Cacbon hóa:Trong trường hợp cacbon hóa bằng laser, nhựa bị vỡ và cacbon trong nhựa được giải phóng. Màu của vật liệu được đánh dấu luôn trở nên tối hơn và sự đổi màu kết quả dao động từ xám đến xanh xám và đen. Cacbon hóa được sử dụng cho nhựa màu sáng và vật liệu hữu cơ (giấy, vật liệu đóng gói, gỗ và da), trong đó màu sắc thay đổi từ sáng sang tối.

Tác động của việc khắc laser lên các loại nhựa khác nhau

Hiệu ứng của việc khắc laser trên các loại nhựa khác nhau tùy thuộc vào tính chất vật liệu và thông số laser khác nhau. Sau đây là phân tích chi tiết về một số loại nhựa phổ biến: polycarbonate (PC), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), polyethylene (PE), polypropylene (PP) và polyvinyl chloride (PVC):

Polycacbonat (PC)

Đặc điểm: Polycarbonate là loại nhựa có độ bền cao, khả năng truyền sáng và chịu nhiệt cao.
Hiệu ứng đánh dấu bằng laser: Polycarbonate có thể bị cacbon hóa trong quá trình đánh dấu bằng laser, ngay cả khi chiếu tia laser cường độ thấp, do đó tạo ra các dấu rõ ràng. Điều này là do polycarbonate có tỷ lệ hấp thụ laser cao và dễ bị thay đổi về mặt vật lý hoặc hóa học dưới tác động của laser. Cần lưu ý rằng việc lựa chọn các thông số laser (như công suất, tần số, tốc độ quét, v.v.) rất quan trọng đối với hiệu ứng đánh dấu. Các thông số quá cao hoặc quá thấp có thể dẫn đến kết quả đánh dấu kém hoặc làm hỏng vật liệu.

Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS)

Đặc điểm: Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) là một loại nhựa nhiệt dẻo có các tính chất toàn diện tuyệt vời, tính chất cơ học tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và hiệu suất gia công.
Hiệu ứng đánh dấu bằng laser: Acrylonitrile butadiene styrene (ABS) có khả năng phản ứng tốt với laser và có thể đạt được hiệu ứng đánh dấu rõ ràng và lâu dài trên máy đánh dấu laser. Tối ưu hóa các thông số quy trình đánh dấu bằng laser (như cường độ dòng điện, tần số, độ dài bước, v.v.) là rất quan trọng để cải thiện hiệu ứng đánh dấu. Ví dụ, dưới các thông số thích hợp, bọt có thể xảy ra trên bề mặt của acrylonitrile butadiene styrene (ABS), do đó đạt được hiệu ứng đánh dấu có độ sáng cao hơn.

Polyetylen (PE)

Tính năng: Polyethylene (PE) là một loại nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rộng rãi với khả năng chịu nhiệt độ thấp, ổn định hóa học và cách điện tốt.
Hiệu ứng khắc laser: Máy khắc laser có thể khắc các dấu hiệu rõ ràng và lâu dài trên ống polyethylene (PE), chẳng hạn như ngày sản xuất, số lô, model thông số kỹ thuật, v.v. Những dấu hiệu này rất cần thiết cho việc truy xuất nguồn gốc sản phẩm và kiểm soát chất lượng. Vì tỷ lệ hấp thụ vật liệu polyethylene (PE) vào laser tương đối thấp, nên có thể cần công suất laser cao hơn hoặc thời gian xử lý lâu hơn để đạt được hiệu ứng đánh dấu lý tưởng.

Polypropylen (PP)

Đặc điểm: Polypropylene (PP) là loại nhựa không độc hại, không mùi, mật độ thấp, độ bền cao, cứng và chịu nhiệt.
Hiệu ứng khắc laser: Máy khắc laser thường được sử dụng trong dây chuyền sản xuất các sản phẩm nhựa polypropylene (PP), chẳng hạn như chậu, thùng, hộp giữ tươi, đồ nội thất, màng, túi dệt và các sản phẩm khác. Laser UV đặc biệt phù hợp để đánh dấu siêu mịn các loại nhựa như PP do điểm tập trung cực nhỏ và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ. Đánh dấu laser UV có thể đạt được tốc độ xử lý cao và độ chính xác cao mà không gây hư hỏng nhiệt cho vật liệu.

Polyvinyl clorua (PVC)

Đặc tính: Polyvinyl clorua (PVC) là một loại polyme được hình thành theo cơ chế trùng hợp gốc tự do, có khả năng chống hóa chất, cách điện và chống cháy tuyệt vời.
Hiệu ứng khắc laser: Vật liệu polyvinyl clorua (PVC) cũng có thể tạo ra các vết rõ ràng trong quá trình khắc laser. Tuy nhiên, do các đặc tính đặc biệt của vật liệu polyvinyl clorua (PVC) (như nhạy nhiệt, dễ phân hủy, v.v.), cần phải lựa chọn các thông số laser và chiến lược xử lý phù hợp để tránh làm hỏng vật liệu hoặc tạo ra khí độc hại. Laser cực tím được sử dụng rộng rãi trong việc khắc vật liệu polyvinyl clorua (PVC) vì thao tác đơn giản, khó xóa vết và bảo vệ môi trường và không gây ô nhiễm.

Tóm lại, hiệu ứng của khắc laser trên các loại nhựa khác nhau tùy thuộc vào tính chất vật liệu và thông số laser của chúng. Trong các ứng dụng thực tế, cần phải lựa chọn thiết bị khắc laser và thông số quy trình phù hợp theo tính chất vật liệu cụ thể và yêu cầu xử lý để có được hiệu ứng khắc tốt nhất.

Thách thức và giải pháp

Thiệt hại do nhiệt

Thách thức:

Đánh dấu bằng laser sử dụng chùm tia laser có mật độ năng lượng cao, được chiếu lên bề mặt vật liệu đang được xử lý. Bề mặt vật liệu hấp thụ năng lượng laser và tạo ra quá trình kích thích nhiệt trong khu vực được chiếu xạ, do đó làm tăng nhiệt độ của bề mặt vật liệu (hoặc lớp phủ), dẫn đến biến chất, nóng chảy, phá hủy, bay hơi và các hiện tượng khác.

Giải pháp:

Chúng ta có thể lựa chọn giảm công suất máy để tránh hiện tượng cacbon hóa vật liệu quá mức do chiếu tia laser cường độ cao.
Sử dụng thiết bị đánh dấu gia công nguội: Máy khắc laser UV.

Phụ gia

Thách thức:

Khi khắc laser trên một số sản phẩm nhựa, máy khắc laser không thể khắc hoặc không rõ ràng; chẳng hạn như nhựa thông thường, ABS, PP, PE và các vật liệu khác. Ngoài ra, trong quá trình khắc laser, bong bóng có thể được tạo ra trên bề mặt nhựa, dẫn đến việc đánh dấu không rõ ràng.

Giải pháp:

Chúng ta có thể thêm bột laser (bột khắc laser hoặc phụ gia laser) vào nguyên liệu thô. Chức năng chính của bột laser là hấp thụ năng lượng laser, chuyển đổi chùm tia laser thành năng lượng nhiệt, tạo ra nhiệt, cacbon hóa, bay hơi và phản ứng hóa học do sự đổi màu của chính phụ gia và tạo thành hoa văn đánh dấu trên bề mặt sản phẩm.

Khói

Thách thức:

Khói do máy khắc laser tạo ra được xác định bởi phôi. Một số sản phẩm kim loại khó thoát khói. Nếu là sản phẩm kim loại đơn giản, những khói này hầu như không có mùi. Nếu là sản phẩm nhựa hoặc các sản phẩm khác, có thể sẽ tạo ra mùi. Do đó, mùi và khói của máy khắc laser là do phôi bị bay hơi trong quá trình xử lý laser. Bản thân tia laser của máy khắc laser không thoát khói, vì vậy nguồn khói thuộc về những phôi này.

Giải pháp:

Người vận hành có thể đeo mặt nạ phòng độc. Ngoài ra, máy khắc laser có thể được trang bị hệ thống xả, có thể xử lý hiệu quả khói phát sinh trong quá trình khắc laser. Bạn cũng có thể chọn máy khắc laser hoàn toàn kín của AccTek Laser, có thể ngăn bụi và khói xâm nhập vào môi trường làm việc, do đó đảm bảo an toàn cho người lao động. Máy tự động xả khói phát sinh trong quá trình khắc, do đó giảm thiểu nguy cơ hít phải và ô nhiễm. Thiết kế hoàn toàn kín cũng giúp ngăn ngừa tai nạn trong quá trình khắc, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho nhiều ngành công nghiệp.

Cơ chế khắc laser trên gốm sứ

Nguyên lý của khắc và đánh dấu bằng laser là sử dụng laser có mật độ năng lượng cao để chiếu xạ cục bộ lên phôi gốm, gây ra các vết nứt nhỏ trên bề mặt vật liệu. Việc chiếu laser lặp lại có thể khiến các vết nứt lớn hơn hoặc đổi màu. Sau một số quy trình laser, các bản khắc laser sâu và rõ nét được hình thành trên bề mặt vật liệu. Đối với một số loại gốm, laser CO2 hoặc laser sợi quang có thể được sử dụng để tạo các vết có thể nhìn thấy mà không cần loại bỏ nhiều vật liệu. Năng lượng laser làm tối gốm, tạo thành một vết rõ ràng và rõ nét.

Tác động của việc khắc laser lên các loại gốm sứ khác nhau

Tác động của việc khắc laser lên các loại gốm khác nhau tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và thông số laser của chúng. Sau đây là phân tích chi tiết về một số loại gốm phổ biến như gốm alumina, gốm zirconia và gốm thủy tinh:

Nhôm oxit: Đánh dấu bằng laser có thể tạo ra các dấu vết rõ ràng, bền trên gốm nhôm oxit. Do mật độ năng lượng cao của laser, nó có thể chiếu xạ cục bộ trên bề mặt gốm, khiến vật liệu bề mặt bốc hơi hoặc đổi màu, tạo thành các dấu vết rõ ràng.
Zirconium oxide: Công nghệ khắc laser sử dụng chùm tia laser để tạo ra đồ họa rõ nét hoặc ký hiệu văn bản trên bề mặt gốm sứ zirconia. Vì gốm sứ zirconia có đặc tính là độ cứng cao và khả năng chống mài mòn cao, khắc laser có thể đạt được độ chính xác cao đánh dấu trên các vật liệu này, đảm bảo độ rõ nét và độ bền của các dấu.
Gốm thủy tinh: Đánh dấu bằng laser sử dụng chùm tia laser có mật độ năng lượng cao để thực hiện các thay đổi vật lý và hóa học như phản ứng oxy hóa bề mặt hoặc bốc hơi trên vật liệu gốm thủy tinh để đạt được các mẫu đánh dấu hoặc văn bản. Công nghệ này tạo ra các dấu hiệu rõ ràng, chi tiết trên gốm thủy tinh, cực kỳ bền và chống mài mòn hoặc phai màu.

Tóm lại, khắc laser có hiệu ứng xử lý và lợi thế về chất lượng đáng kể trên gốm sứ và có thể đáp ứng nhiều nhu cầu ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, cần chú ý đến việc kiểm soát các yếu tố như thông số laser và môi trường xử lý để đảm bảo hiệu ứng và chất lượng khắc tốt nhất.

Thách thức và giải pháp

Độ giòn

Thách thức:

Độ giòn của vật liệu gốm là đặc tính vật lý vốn có của chúng, biểu hiện là sự gãy đột ngột mà không có cảnh báo trước dưới tác động của lực bên ngoài. Độ giòn này khiến dễ xảy ra nứt và sụp cạnh trong quá trình khắc laser.

Giải pháp:

Tối ưu hóa các thông số laser: Bằng cách điều chỉnh công suất laser, độ rộng xung, tốc độ quét và các thông số khác, giảm sốc nhiệt và ứng suất cơ học lên vật liệu gốm và giảm nguy cơ nứt.
Sử dụng công nghệ khắc laser ứng suất thấp: chẳng hạn như công nghệ khắc laser cực tím, đặc tính xung ngắn và mật độ năng lượng cao của nó có thể làm giảm vùng ảnh hưởng nhiệt của vật liệu gốm, do đó làm giảm khả năng nứt.
Chọn vật liệu và quy trình gốm phù hợp: Nếu có thể, hãy chọn vật liệu gốm ít giòn hơn và hiệu suất xử lý tốt hơn, đồng thời tối ưu hóa quy trình chế biến gốm như tinh chỉnh hạt và giảm lỗ rỗng để cải thiện khả năng chống nứt.

Hoàn thiện bề mặt

Thách thức:

Độ hoàn thiện bề mặt của vật liệu gốm ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu ứng thị giác và chất lượng sản phẩm của quá trình khắc laser. Nếu bề mặt gốm có khuyết tật như không bằng phẳng và trầy xước, dễ xảy ra hiện tượng khắc laser không rõ nét và các cạnh bị mờ.

Giải pháp:

Xử lý trước bề mặt gốm: Làm sạch và đánh bóng bề mặt gốm trước khi đánh dấu để loại bỏ các khuyết tật và bụi bẩn trên bề mặt và cải thiện độ hoàn thiện bề mặt.
Sử dụng thiết bị đánh dấu laser có độ chính xác cao: Chọn thiết bị đánh dấu laser có độ chính xác cao, chẳng hạn như thiết bị sử dụng hệ thống quét điện kế chính xác, có thể đánh dấu chính xác trên bề mặt gốm và cải thiện độ rõ nét và độ chính xác của cạnh đánh dấu.
Kiểm soát chất lượng chùm tia laser: Đảm bảo chùm tia laser có chất lượng chùm tia tốt và ổn định để tránh hiện tượng khuếch tán hoặc biến dạng chùm tia laser trong quá trình truyền, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả đánh dấu.

Sự thay đổi của vật liệu

Thách thức:

Vật liệu gốm có thể có sự thay đổi lớn do các quy trình chuẩn bị, thành phần và các yếu tố khác nhau. Sự thay đổi này khiến việc duy trì hiệu ứng xử lý nhất quán trong quá trình khắc laser trở nên khó khăn, ảnh hưởng đến tính nhất quán và độ ổn định của sản phẩm.

Giải pháp:

Tăng cường kiểm soát chất lượng nguyên liệu thô: Kiểm soát chặt chẽ chất lượng nguyên liệu gốm để đảm bảo hàm lượng nguyên liệu thô, phân bố kích thước hạt và các thông số khác đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn và giảm thiểu sự biến động của vật liệu.
Thiết lập cơ sở dữ liệu quy trình khắc laser: Thông qua số lượng lớn các thí nghiệm và phân tích dữ liệu, thiết lập cơ sở dữ liệu quy trình khắc laser cho các vật liệu gốm khác nhau để cung cấp các thông số quy trình đáng tin cậy và cơ sở tham chiếu cho sản xuất thực tế.
Giám sát và điều chỉnh thời gian thực: Giám sát thời gian thực các hiệu ứng khắc laser trong quá trình sản xuất và điều chỉnh kịp thời các thông số laser và điều kiện quy trình theo điều kiện thực tế để đảm bảo tính nhất quán và ổn định của hiệu ứng khắc.

Cơ chế khắc laser trên kính

Đánh dấu bằng laser sử dụng laser có mật độ năng lượng cao để chiếu xạ bề mặt kính cục bộ. Hai loại đánh dấu chính là khắc và sửa đổi bề mặt. Các loại khác nhau mang lại hiệu ứng khác nhau và chúng ta có thể điều chỉnh laser theo hiệu ứng mà chúng ta cần.

Khắc: Quá trình khắc trong đó chùm tia laser được kiểm soát chính xác trên bề mặt hoặc bên trong kính để tạo thành hoa văn hoặc hình dạng mong muốn.
Biến đổi bề mặt: Quá trình biến đổi bề mặt trong đó chùm tia laser chiếu vào bề mặt kính để thay đổi các đặc tính bề mặt của kính.

Tác động của việc khắc laser lên các loại kính khác nhau

Tác động của việc khắc laser lên các loại kính khác nhau tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và thông số laser của chúng. Sau đây là phân tích chi tiết về kính soda-lime, kính borosilicate và kính cường lực:

Kính soda-vôi

Đặc điểm: Kính soda-vôi là dạng kính phổ biến nhất, chiếm khoảng 90% trong tổng sản lượng kính. Kính soda-vôi, còn được gọi là kính SLS, bao gồm khoảng 70% S (silicon dioxide), 15% S (natri oxit) và 9% L (canxi oxit), cũng như một lượng nhỏ các hợp chất khác được sử dụng làm chất làm trong hoặc để kiểm soát màu sắc.
Hiệu ứng khắc laser: Khắc laser thủy tinh có thể được thực hiện bằng cách nung nóng bề mặt thủy tinh bằng laser CO2. Điều này sẽ tạo ra một loạt các vết nứt nhỏ trên bề mặt, tạo thành một dấu hiệu đồng nhất với vẻ ngoài mờ. So với các phương pháp khắc thủy tinh khác, khắc laser thủy tinh có thể tạo ra các hiệu ứng thiết kế tinh tế và phức tạp hơn.

Kính borosilicate

Đặc điểm: Thủy tinh borosilicate là loại thủy tinh có khả năng chịu nhiệt độ cao và có độ bền cao. Độ ổn định về mặt hóa học và nhiệt của nó tốt hơn thủy tinh soda-lime thông thường.
Hiệu ứng đánh dấu bằng laser: Laser có thể tạo ra một dấu hiệu rõ ràng, không có vết nứt với độ nhô vừa phải trên bề mặt kính. Phương pháp xử lý này có thể giữ nguyên các tính chất quang học và vật lý của kính. Thường được sử dụng trong sản xuất dụng cụ thí nghiệm, đồ nấu nướng, linh kiện quang học, v.v.

Kính cường lực

Đặc điểm: Kính cường lực là loại kính được tạo ra bằng cách nung nóng và làm nguội nhanh, có khả năng chịu nhiệt và chịu va đập cao. Lớp ứng suất nén được hình thành trên bề mặt kính, lớp ứng suất kéo được tạo ra bên trong, giúp cải thiện độ bền và độ ổn định của kính.
Hiệu ứng khắc laser: Khắc laser có thể tạo ra các vết khắc rõ ràng và bền trên kính cường lực. Các vết khắc này sẽ không ảnh hưởng đến tính chất vật lý và độ bền của kính cường lực. Đồng thời, dấu khắc laser có độ chống làm giả và khả năng truy xuất nguồn gốc cao, phù hợp với các tình huống ứng dụng đòi hỏi tính bảo mật cao.

Tóm lại, khắc laser có hiệu ứng xử lý và ưu điểm về chất lượng đáng kể trên kính, có thể đáp ứng nhiều nhu cầu ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, cần chú ý đến các yếu tố kiểm soát như thông số laser và các đặc tính vật liệu khác nhau để đảm bảo hiệu quả và chất lượng khắc tốt nhất.

Thách thức và giải pháp

Nứt

Thách thức:

Khi năng lượng laser quá cao hoặc vật liệu thủy tinh quá mỏng, dễ gây nứt kính. Các hoa văn khắc phức tạp có thể làm tăng nguy cơ nứt kính.

Giải pháp:

Điều chỉnh năng lượng laser: Theo độ dày và mật độ của kính, thiết lập và điều chỉnh năng lượng laser hợp lý để đảm bảo laser không làm hỏng vật liệu trong quá trình khắc. Nếu năng lượng laser quá cao và khiến kính bị nứt, có thể giảm năng lượng laser một cách thích hợp.
Chọn vật liệu kính phù hợp: Tránh sử dụng kính quá mỏng, hãy chọn kính dày hơn để tăng khả năng chống chịu tác động của tia laser.
Tối ưu hóa thiết kế hoa văn: Thiết kế hoa văn đơn giản, tránh khắc quá phức tạp và tinh xảo để giảm thiểu hư hỏng cho vật liệu thủy tinh.

Phản xạ bề mặt

Thách thức:

Bề mặt kính nhẵn và dễ bị phản xạ, ảnh hưởng đến hiệu ứng hội tụ và đánh dấu của tia laser.

Giải pháp:

Xử lý bề mặt: Làm nhám bề mặt kính, chẳng hạn như mài bằng giấy nhám hoặc ăn mòn bằng thuốc thử hóa học, để giảm độ phản xạ. Bạn cũng có thể cân nhắc phủ bề mặt kính bằng một lớp vật liệu hấp thụ ánh sáng, chẳng hạn như sơn đen hoặc lớp phủ đặc biệt.
Điều chỉnh thông số laser: Cải thiện vấn đề phản xạ bằng cách điều chỉnh công suất, tốc độ, tần số và các thông số khác của máy đánh dấu laser. Tăng công suất, giảm tốc độ đánh dấu và tăng tần số một cách thích hợp có thể làm giảm phản xạ ánh sáng và cải thiện độ chính xác của việc đánh dấu.
Vệ sinh thấu kính: Vệ sinh thấu kính của máy đánh dấu laser thường xuyên để tránh bụi bẩn và các tạp chất khác ảnh hưởng đến khả năng phản xạ.

Sự nhất quán

Thách thức:

Trong quá trình khắc laser, kết quả khắc có thể không nhất quán do độ chính xác của thiết bị, các yếu tố môi trường hoặc vận hành không đúng cách.

Giải pháp:

Lựa chọn thiết bị có độ chính xác cao: Lựa chọn thiết bị khắc laser có độ chính xác cao và ổn định để đảm bảo tính ổn định và chính xác của quá trình khắc.
Tối ưu hóa quy trình vận hành: Xây dựng quy trình vận hành chuẩn hóa, đào tạo chuyên môn cho người vận hành, đảm bảo mỗi thao tác đánh dấu được thực hiện theo đúng quy trình chuẩn.
Kiểm soát môi trường: Duy trì sự ổn định của môi trường đánh dấu như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, v.v. để giảm tác động của các yếu tố môi trường đến kết quả đánh dấu.
Hiệu chuẩn thiết bị thường xuyên: Hiệu chuẩn và bảo trì thiết bị khắc laser thường xuyên để đảm bảo độ chính xác và ổn định của thiết bị.

Cơ chế khắc laser trên gỗ

Cơ chế khắc của máy khắc laser trên gỗ chủ yếu dựa trên mật độ năng lượng cao và khả năng điều khiển chính xác chùm tia laser. Khi chùm tia laser tập trung vào bề mặt gỗ, năng lượng của nó được gỗ hấp thụ và chuyển thành năng lượng nhiệt. Năng lượng nhiệt này đủ để làm tan chảy, bốc hơi hoặc cacbon hóa vật liệu trên bề mặt gỗ ngay lập tức, do đó có thể loại bỏ nó. Bằng cách kiểm soát đường di chuyển và tốc độ của chùm tia laser trên bề mặt gỗ, có thể khắc chính xác dấu đồ họa cần thiết.

Tác động của việc khắc laser lên các loại gỗ khác nhau

Tác động của việc đánh dấu bằng laser lên các loại gỗ khác nhau tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và thông số laser của chúng. Sau đây là phân tích chi tiết về gỗ cứng, gỗ mềm, gỗ dán và ván sợi mật độ trung bình:

Cây phong

Đặc điểm: Gỗ cứng có độ cứng và mật độ cao.
Hiệu ứng khắc laser: Khắc laser có thể tạo ra các vết khắc rõ ràng và lâu dài. Chùm tia laser có thể loại bỏ chính xác vật liệu trên bề mặt gỗ cứng, để lại các vết khắc đồ họa tinh xảo. Máy khắc laser có độ chính xác cao (như laser UV) có thể đạt được các hoa văn và văn bản in tinh xảo hơn trên gỗ cứng, cải thiện vẻ đẹp và khả năng nhận diện sản phẩm.

Nút chai

Đặc điểm: Nút bần có mật độ thấp và kết cấu mềm.
Hiệu ứng đánh dấu bằng laser: Tia laser có thể dễ dàng loại bỏ vật liệu bề mặt của nó hơn. Quá trình đánh dấu tương đối nhanh và chất lượng đánh dấu tốt. Nó cũng phù hợp với nhiều loại vật liệu bần, chẳng hạn như thông, linh sam, v.v. Phương pháp gia công linh hoạt của nó có thể đáp ứng nhu cầu đánh dấu của các sản phẩm bần có hình dạng và kích thước khác nhau.

Ván ép

Đặc điểm: biến dạng nhỏ, định dạng lớn, thi công thuận tiện, không cong vênh, tính chất cơ học kéo ngang thớ tốt, v.v.
Hiệu ứng khắc laser: Hiệu ứng khắc laser trên ván ép tương tự như trên gỗ đặc. Chùm tia laser có thể xuyên qua bề mặt ván ép và đánh dấu vật liệu bên trong. Cần lưu ý rằng độ sâu khắc không được quá sâu để tránh làm hỏng cấu trúc bên trong của ván ép. Máy khắc laser phù hợp với nhiều loại và độ dày ván ép. Phương pháp xử lý hiệu quả của nó có thể đáp ứng nhu cầu đánh dấu của sản xuất ván ép hàng loạt.

Ván sợi mật độ trung bình (MDF)

Đặc điểm: So với gỗ nguyên khối, hiệu suất gia công của ván sợi mật độ trung bình ổn định hơn và ít gặp phải các vấn đề như biến dạng hoặc nứt vỡ.
Hiệu ứng đánh dấu bằng laser: Đánh dấu bằng laser có hiệu quả tốt đối với ván sợi mật độ trung bình. Chùm tia laser loại bỏ chính xác vật liệu khỏi bề mặt của nó, tạo ra các dấu hiệu rõ ràng, lâu dài. Máy đánh dấu bằng laser được sử dụng rộng rãi cho các sản phẩm ván sợi mật độ trung bình với nhiều loại và độ dày khác nhau. Phương pháp xử lý hiệu quả của nó có thể đáp ứng nhu cầu đánh dấu của sản xuất hàng loạt ván sợi mật độ trung bình.

Tóm lại, khắc laser có hiệu ứng xử lý và lợi thế về chất lượng đáng kể trên gỗ và có thể đáp ứng nhiều nhu cầu ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, cần chú ý kiểm soát các thông số laser và chú ý đến các đặc điểm khác nhau của vật liệu gỗ để đảm bảo hiệu ứng và chất lượng đánh dấu tốt nhất.

Thách thức và giải pháp

Đốt cháy và cacbon hóa

Thách thức:

Trong quá trình khắc laser, nếu công suất laser quá cao hoặc thời gian xử lý quá dài, gỗ có thể bị cháy hoặc than hóa do hấp thụ quá nhiều nhiệt, dẫn đến chất lượng khắc kém hoặc thậm chí làm hỏng gỗ.

Giải pháp:

Người vận hành phải chú ý đến các thiết lập của laser, bao gồm công suất laser và tốc độ cắt. Các thiết lập laser chính xác, đặc biệt là tốc độ và công suất, giúp đạt được sự cân bằng phù hợp giữa độ chính xác và ngăn ngừa cacbon hóa.
Thông gió đầy đủ giúp tản khí thải sinh ra trong quá trình cắt, giảm nguy cơ bị bỏng và đảm bảo môi trường làm việc an toàn hơn.
Ngoài ra, việc lựa chọn vật liệu cũng rất quan trọng khi sử dụng. Việc lựa chọn gỗ có hàm lượng nhựa thấp hơn có thể giúp giảm nguy cơ bắt lửa các hợp chất dễ bay hơi trong gỗ.

Kết cấu không đồng nhất

Thách thức:

Gỗ có kết cấu tự nhiên không đồng nhất, điều này có thể khiến độ sâu, chiều rộng và độ rõ nét của dấu hiệu thay đổi ở các khu vực khác nhau trong quá trình khắc bằng laser.

Giải pháp:

Xử lý gỗ trước: Trước khi khắc laser, hãy xử lý gỗ trước bằng cách mài và đánh bóng để làm cho bề mặt phẳng và mịn hơn, giúp đạt được hiệu ứng đánh dấu đồng đều hơn.
Điều chỉnh các thông số laser: Tùy theo đặc điểm kết cấu của gỗ, điều chỉnh công suất laser, tốc độ, đường quét và các thông số khác để thích ứng với sự thay đổi kết cấu ở các khu vực khác nhau.
Sử dụng công nghệ xử lý hình ảnh: Đưa công nghệ xử lý hình ảnh vào phần mềm khắc laser để nhận dạng và phân tích kết cấu của gỗ, tự động điều chỉnh các thông số laser cho phù hợp với sự thay đổi kết cấu.

Chất kết dính

Thách thức:

Đối với các sản phẩm gỗ có chứa chất kết dính, chẳng hạn như ván ép và ván sợi mật độ trung bình, chất kết dính có thể ảnh hưởng đến hiệu ứng đánh dấu bằng tia laser, chẳng hạn như dấu không rõ ràng, các cạnh bị mờ hoặc có bọt khí.

Giải pháp:

Chọn loại keo dán phù hợp: Khi sản xuất các sản phẩm như ván ép, hãy chọn loại keo dán ít ảnh hưởng đến khả năng khắc laser.
Điều chỉnh các thông số laser: Đối với các sản phẩm gỗ có chứa keo dán, hãy điều chỉnh công suất laser, tốc độ, đường quét và các thông số khác một cách phù hợp để giảm tác động của keo dán đến hiệu quả đánh dấu.
Hậu xử lý: Sau khi khắc bằng laser, cần xử lý khu vực được đánh dấu như mài, làm sạch, v.v. để loại bỏ các bọt khí hoặc các cạnh bị mờ và cải thiện chất lượng đánh dấu.

Cơ chế khắc laser trên vải

Tùy thuộc vào cường độ tia laser và tính chất vật liệu, chúng tôi có thể cắt vải, tạo ra các bản khắc hoa văn có độ sâu nhất định và cũng có thể thay đổi hoa văn chỉ bằng cách thay đổi màu sắc của vải.

Thay đổi màu sắc: Một số loại vải thay đổi màu sắc hoặc sắc thái khi tiếp xúc với chùm tia laser CO2, nhưng diện mạo bề mặt thay đổi mà không cần loại bỏ bất kỳ vật liệu nào. Đánh dấu bằng laser có thể được sử dụng để tạo ra các hoa văn và thiết kế có thể nhìn thấy trên bề mặt vải.
Khắc: Cả vải tự nhiên và vải tổng hợp đều dễ dàng hấp thụ năng lượng của chùm tia laser CO2. Chùm tia laser năng lượng cao do tia laser tạo ra có thể khiến vải tan chảy ngay lập tức hoặc thậm chí bốc hơi. Công suất của chùm tia laser CO2 có thể bị giới hạn để nó loại bỏ (khắc) vật liệu ở độ sâu được chỉ định.
Cắt: Nếu công suất laser đủ cao, chùm tia laser sẽ xuyên hoàn toàn vào vải. Khi cắt bằng laser, hầu hết các loại vải sẽ bốc hơi nhanh chóng, tạo ra một cạnh mịn và thẳng với một vùng nhiệt nhỏ bị ảnh hưởng. Trong một số trường hợp, cắt laser sẽ bịt kín mép, ngăn vải bị bung ra.

Tác động của việc khắc laser lên các loại vải khác nhau

Tác động của việc đánh dấu bằng laser lên các loại vải khác nhau tùy thuộc vào đặc tính vật liệu và thông số laser của chúng. Sau đây là phân tích chi tiết về sợi tự nhiên, sợi tổng hợp và vải pha trộn:

Sợi tự nhiên

Các loại sợi tự nhiên như cotton, lanh, lụa và len có những tính chất vật lý và hóa học riêng biệt.

Sợi bông: Sợi bông có khả năng hấp thụ tia laser mạnh, dễ tạo thành vết rõ nét trên bề mặt khi khắc laser. Tuy nhiên, do sợi bông dễ cháy nên mật độ năng lượng cần được kiểm soát chặt chẽ trong quá trình gia công laser để tránh cháy quá mức hoặc cacbon hóa.
Sợi gai dầu: Sợi gai dầu tương tự như sợi bông và cũng nhạy cảm với phản ứng của tia laser. Đánh dấu bằng tia laser có thể tạo ra các hoa văn hoặc văn bản rõ ràng trên bề mặt sợi gai dầu, nhưng cũng cần thiết để ngăn ngừa cháy.
Sợi tơ tằm (như lụa): Bề mặt sợi tơ tằm mịn màng và tinh tế. Đánh dấu bằng laser có thể tạo ra các dấu vết nhỏ mà không làm hỏng cấu trúc sợi. Tuy nhiên, khả năng chịu nhiệt của sợi tơ tằm tương đối kém, vì vậy việc lựa chọn thông số laser cần phải chính xác hơn.
Sợi len (như len): Hiệu ứng đánh dấu bằng laser của sợi len phụ thuộc vào loại và phương pháp xử lý cụ thể của nó. Một số sợi len có thể tạo ra mùi cháy nhẹ hoặc khói dưới tác động của laser, nhưng cài đặt thông số laser hợp lý có thể làm giảm hiệu ứng này.

Sợi tổng hợp

Các sợi tổng hợp như polyester, nylon, spandex, v.v. có tính chất vật lý và độ ổn định hóa học tuyệt vời.

Polyester: Sợi polyester phản ứng tốt với tia laser và việc đánh dấu bằng tia laser có thể tạo ra các vết rõ ràng và lâu dài trên bề mặt của chúng. Polyester có khả năng chịu nhiệt tốt và không dễ bị cháy hoặc biến dạng.
Nylon: Sợi nylon tương tự như polyester và cũng có hiệu suất xử lý laser tốt. Đánh dấu laser có thể tạo thành các hoa văn hoặc văn bản tinh xảo trên bề mặt nylon và chất lượng đánh dấu ổn định.
Spandex: Spandex là sợi đàn hồi thường được sử dụng trong phần đàn hồi của quần áo. Tác động của việc đánh dấu bằng laser lên spandex tương đối nhỏ, nhưng cần phải kiểm soát năng lượng laser để tránh làm hỏng tính chất đàn hồi của sợi.

Sợi pha trộn

Sợi pha trộn là hỗn hợp của hai hoặc nhiều loại sợi khác nhau. Trong quá trình đánh dấu bằng laser, laser mật độ năng lượng cao sẽ chiếu xạ một phần bề mặt của sợi pha trộn, khiến vật liệu bề mặt bốc hơi hoặc trải qua phản ứng hóa học làm thay đổi màu sắc, do đó để lại dấu vết vĩnh viễn trên sợi. Hiệu ứng đánh dấu bằng laser của nó phụ thuộc vào tính chất và tỷ lệ của từng sợi thành phần. Tóm lại, đánh dấu bằng laser trên hàng dệt may có hiệu ứng xử lý và lợi thế về chất lượng đáng kể, và có thể đáp ứng nhiều yêu cầu ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, trong các ứng dụng thực tế, cần chú ý kiểm soát các thông số laser và các đặc điểm khác nhau của vật liệu dệt may để đảm bảo hiệu ứng đánh dấu và chất lượng tốt nhất.

Thách thức và giải pháp

Đốt cháy và tan chảy

Thách thức:

Trong quá trình khắc laser, khi chùm tia laser năng lượng cao chiếu vào vải, nếu các thông số không được thiết lập đúng cách, bề mặt vật liệu vải có thể nóng lên quá cao ngay lập tức, gây cháy hoặc tan chảy.

Giải pháp:

Kiểm soát chính xác các thông số laser: Tùy theo chất liệu, độ dày và độ sâu đánh dấu cần thiết của vải, hãy điều chỉnh chính xác công suất laser, bước sóng, độ rộng xung và các thông số khác để đảm bảo năng lượng laser nằm trong phạm vi có thể kiểm soát được.
Giới thiệu hệ thống làm mát: Trang bị cho máy khắc laser một hệ thống làm mát, chẳng hạn như thiết bị làm mát bằng nước hoặc bằng không khí, để tản nhiệt sinh ra trong quá trình khắc laser kịp thời và giảm nhiệt độ của bề mặt vải.
Tối ưu hóa đường đi và tốc độ đánh dấu: Bằng cách tối ưu hóa đường đi và tốc độ đánh dấu của chùm tia laser, thời gian lưu trú của tia laser trên bề mặt vải sẽ được giảm, do đó giảm nguy cơ cháy và tan chảy.

Hao mòn

Thách thức:

Trong quá trình khắc laser, ma sát và nhiệt độ cao giữa chùm tia laser và bề mặt vải có thể gây mài mòn bề mặt vải, ảnh hưởng đến độ rõ nét và tính thẩm mỹ của dấu khắc.

Giải pháp:

Chọn tia laser phù hợp: Tùy theo chất liệu và đặc tính của vải mà chọn bước sóng và công suất laser phù hợp để giảm thiểu hao mòn trên bề mặt vải.
Điều chỉnh độ sâu đánh dấu: Kiểm soát độ sâu của dấu laser để tránh làm hỏng cấu trúc bên trong của vải và hao mòn bề mặt do đánh dấu quá sâu.
Sử dụng vật liệu phụ trợ: Trước khi khắc laser, có thể phủ một lớp vật liệu phụ trợ như lớp phủ hoặc màng chịu nhiệt độ cao và chống mài mòn lên bề mặt vải để bảo vệ bề mặt vải khỏi bị mài mòn.

Độ đồng nhất màu sắc

Thách thức:

Do sự khác biệt về vật liệu dệt, quy trình nhuộm và điều kiện bề mặt, màu sắc của dấu sau khi khắc bằng laser có thể không đồng nhất như mong đợi, ảnh hưởng đến chất lượng tổng thể và tính thẩm mỹ của sản phẩm.

Giải pháp:

Kiểm tra mẫu: Trước khi đánh dấu, hãy kiểm tra mẫu bằng cách đánh dấu laser để xác định các thông số laser và hiệu ứng đánh dấu tốt nhất. Bằng cách so sánh các hiệu ứng đánh dấu theo các thông số khác nhau, hãy chọn giải pháp có độ đồng nhất màu tốt nhất để sản xuất.
Quản lý màu sắc: Thiết lập hệ thống quản lý màu sắc để thực hiện hiệu chuẩn màu sắc và khớp màu trên máy khắc laser nhằm đảm bảo màu sắc đồng nhất khi đánh dấu tại các thời điểm khác nhau và trên các thiết bị khác nhau.
Chọn loại laser phù hợp: Theo đặc điểm màu sắc và yêu cầu đánh dấu của hàng dệt, hãy chọn loại laser phù hợp (như laser sợi quang, laser CO2, v.v.) để có được độ đồng nhất màu sắc và hiệu quả đánh dấu tốt hơn.

Những cân nhắc về môi trường và an toàn

An toàn vật liệu

Không nên xử lý vật liệu trước khi bạn biết liệu nó có thể được chiếu xạ hoặc làm nóng bằng laser hay không để tránh nguy cơ tiềm ẩn về khói và hơi nước. Sau khi xác định vật liệu cần xử lý, chúng ta cũng cần thực hiện một loạt các biện pháp phòng ngừa để ứng phó với các trường hợp khẩn cấp, chẳng hạn như hệ thống xả và hệ thống làm mát bằng nước.

Khói và các hạt

Sử dụng hệ thống xả để nhanh chóng thải khói và các hạt phát sinh ra khỏi khu vực làm việc.
Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống xả thường xuyên để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.
Người vận hành phải đeo thiết bị bảo vệ cá nhân như khẩu trang chống bụi hoặc máy trợ thở.

Hiệu ứng nhiệt

Kiểm soát chính xác các thông số laser như công suất, độ rộng xung, v.v. để tránh đầu vào năng lượng quá mức.
Sử dụng hệ thống làm mát như làm mát bằng nước hoặc làm mát bằng không khí để giảm nhiệt độ bề mặt vật liệu.
Kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống làm mát thường xuyên để đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường.

An toàn laser

Người vận hành cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành an toàn thiết bị laser và hiểu rõ về cấp độ của thiết bị laser. Cấp độ càng cao thì mức độ nguy hiểm càng lớn. Họ phải được trang bị đầy đủ thiết bị bảo hộ.

Mức laser

Trước khi vận hành, bạn phải hiểu rõ mức độ và các mối nguy hiểm tiềm ẩn của thiết bị laser.
Tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình vận hành an toàn của thiết bị laser.

Thiết bị bảo hộ

Người vận hành phải đeo thiết bị bảo vệ cá nhân phù hợp, bao gồm kính bảo vệ tia laser và quần áo bảo hộ.
Máy khắc laser phải được lắp đặt ở khu vực làm việc riêng để tránh tiếp xúc ngoài ý muốn với người không vận hành.
Kiểm tra và bảo trì thường xuyên hệ thống an toàn của máy khắc laser.

Tác động môi trường

Máy khắc laser là loại máy tương đối thân thiện với môi trường, nhìn chung không gây ô nhiễm môi trường. Các vật liệu thải ra phải được xử lý theo luật và quy định bảo vệ môi trường có liên quan.

Tiêu thụ năng lượng

Chọn mẫu máy khắc laser có hiệu suất năng lượng cao.
Bố trí kế hoạch sản xuất hợp lý để giảm thời gian chờ của thiết bị.
Bảo trì và bảo dưỡng thiết bị thường xuyên để đảm bảo thiết bị luôn ở tình trạng hoạt động tốt nhất.

Quản lý chất thải

Thu gom và xử lý rác thải phát sinh theo cách phân loại.
Sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường để đánh dấu nhằm giảm thiểu việc phát sinh chất thải nguy hại.
Tuân thủ luật pháp và quy định bảo vệ môi trường tại địa phương và gửi chất thải nguy hại đến các cơ quan xử lý được chỉ định để xử lý.

Bản tóm tắt

Bài viết này thảo luận chi tiết về những thách thức và giải pháp mà công nghệ khắc laser phải đối mặt khi khắc trên các bề mặt vật liệu khác nhau, đồng thời nhấn mạnh các biện pháp phòng ngừa về mặt an toàn vật liệu, an toàn laser và tác động môi trường. Bài viết chỉ ra rằng các vấn đề như khói, hạt vật chất, hiệu ứng nhiệt, v.v. có thể phát sinh trong quá trình khắc laser cần được giải quyết bằng cách tối ưu hóa các thông số laser, đưa vào hệ thống làm mát, sử dụng thiết bị xả và đeo thiết bị bảo vệ cá nhân. Đồng thời, bài viết cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của các quy trình vận hành an toàn và quản lý chất thải của thiết bị laser.
Nhìn chung, công nghệ khắc laser, là phương pháp khắc không tiếp xúc hiệu quả và chính xác, có triển vọng ứng dụng rộng rãi trên nhiều loại vật liệu. Tuy nhiên, để đảm bảo an toàn vận hành, tính toàn vẹn của vật liệu và tính bền vững của môi trường, người vận hành phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy trình có liên quan và thực hiện các biện pháp thích hợp để giải quyết các thách thức khác nhau.

Nhận giải pháp Laser

AccTek Laser là nhà cung cấp hàng đầu về công nghệ khắc laser chuyên nghiệp, cung cấp các giải pháp toàn diện được thiết kế riêng để đáp ứng các nhu cầu đa dạng của ngành. Chúng tôi rất coi trọng tính an toàn và hiệu quả, đảm bảo rằng mỗi người vận hành đều được đào tạo đầy đủ để thành thạo vận hành thiết bị làm sạch laser tiên tiến của mình. Các chương trình đào tạo của chúng tôi bao gồm các lĩnh vực thiết yếu như hiểu biết về công nghệ laser, thành thạo các thành phần máy móc và tuân thủ các giao thức an toàn nghiêm ngặt. Bằng cách hợp tác với AccTek Laser, các công ty có thể tiếp cận công nghệ khắc laser tiên tiến, được hỗ trợ bởi đào tạo và hỗ trợ của chuyên gia. Điều này không chỉ tối đa hóa hiệu quả của quy trình khắc mà còn đảm bảo an toàn cho người vận hành và tuân thủ các tiêu chuẩn quy định. Hãy chọn AccTek Laser để có các giải pháp khắc laser đáng tin cậy, hiệu quả và an toàn đáp ứng các nhu cầu cụ thể của ngành của bạn.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser