هل عملية الوسم بالليزر والنقش بالليزر متطابقتان؟

على الرغم من أن كلاً من الوسم بالليزر والنقش بالليزر يستخدمان الليزر لترك علامات دائمة على المواد، إلا أن النقش بالليزر يُبخر المواد بينما الوسم بالليزر يُذيبها. يتمدد سطح المادة المنصهرة مُشكلاً خندقًا بعمق 80 ميكرومتر، مما يُغير خشونة سطح المادة ويُنتج تباينًا بين الأبيض والأسود. سنناقش فيما يلي العوامل المؤثرة على هذا التباين في الوسم بالليزر.

ثلاث خطوات لوضع العلامات بالليزر

(1) الخطوة 1: يعمل شعاع الليزر على سطح المادة

يشترك كل من الوسم بالليزر والنقش بالليزر في أن شعاع الليزر نبضي. أي أن نظام الليزر يُدخل نبضة كل فترة زمنية محددة. يمكن لليزر بقدرة 100 واط أن يُدخل 100000 نبضة في الثانية الواحدة. لذلك، يمكننا حساب أن طاقة النبضة الواحدة تبلغ 1 ملي جول، وأن القيمة القصوى قد تصل إلى 10 كيلو واط.

للتحكم في طاقة الليزر المؤثرة على المادة، من الضروري ضبط معايير الليزر. وأهم هذه المعايير سرعة المسح ومسافة المسح، فهما يحددان الفاصل الزمني بين نبضتين متجاورتين تؤثران على المادة. وكلما تقارب الفاصل الزمني بين النبضتين، زادت الطاقة الممتصة.

بالمقارنة مع النقش بالليزر، يتطلب الوسم بالليزر طاقة أقل، لذا فإن سرعة المسح فيه أسرع. عند اتخاذ قرار بشأن اختيار النقش أو الوسم بالليزر، تُعد سرعة المسح عاملاً حاسماً.

(2) الخطوة 2: تمتص المادة طاقة الليزر

عندما يعمل الليزر على سطح المادة، ينعكس معظم طاقة الليزر عن سطح المادة. ولا يمتص جزء صغير من طاقة الليزر إلا ويتحول إلى حرارة. يتطلب النقش بالليزر طاقة أكبر لتبخير المادة، بينما يتطلب الوسم بالليزر طاقة أقل لصهر المواد.

بمجرد أن تتحول الطاقة الممتصة إلى حرارة، سترتفع درجة حرارة المادة. وعندما تصل إلى نقطة الانصهار، سينصهر سطح المادة ليُشكّل تغيراً.

بالنسبة لليزر ذي الطول الموجي 1064 مم، تبلغ نسبة امتصاصه حوالي 5% في الألومنيوم وأكثر من 30% في الفولاذ. هذا يجعل البعض يعتقد أن الفولاذ أسهل في الوسم بالليزر، لكن هذا ليس صحيحًا. علينا أيضًا مراعاة الخصائص الفيزيائية الأخرى للمواد، مثل درجة انصهارها.

(3) الخطوة 3: سيشهد سطح المادة تمددًا موضعيًا وتغيرًا في الخشونة.

عندما تنصهر المادة وتبرد في غضون عدة أجزاء من الثانية، ستتغير خشونة سطح المادة لتشكيل علامة دائمة تتضمن الرقم التسلسلي والأشكال والشعار وما إلى ذلك.

يؤدي نقش أنماط مختلفة على سطح المادة إلى تغيير اللون. وللحصول على نقش ليزري عالي الجودة، يُعدّ التباين بين الأسود والأبيض أفضل معيار للاختبار.

عندما يكون لسطح المادة الخشنة انعكاس منتشر للضوء الساقط، سيظهر سطح المادة باللون الأبيض؛

عندما يمتص سطح المادة الخشن معظم الضوء الساقط، سيظهر سطح المادة باللون الأسود.

أما في عملية النقش بالليزر، فتعمل نبضة الليزر عالية الكثافة على سطح المادة. تتحول طاقة الليزر إلى حرارة، مما يحول المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية لإزالة سطحها.

إذن، هل نختار الوسم بالليزر أم النقش بالليزر؟

بعد معرفة الفرق بين الوسم بالليزر والنقش بالليزر، فإن الخطوة التالية هي تحديد أيّهما الأنسب. وعلينا مراعاة ثلاثة عوامل.

1. مقاومة التآكل

يتميز النقش بالليزر بقدرة اختراق أعمق من الوسم بالليزر. لذا، إذا كانت قطعة العمل ستُستخدم في بيئة تتعرض للتآكل أو تتطلب معالجة لاحقة مثل السفع الرملي السطحي أو المعالجة الحرارية، يُنصح باستخدام النقش بالليزر.

2. سرعة المعالجة

بالمقارنة مع النقش بالليزر، يتميز الوسم بالليزر باختراق أقل عمقًا، مما يجعله أسرع في المعالجة. يُنصح باستخدام الوسم بالليزر إذا كانت بيئة العمل التي تُستخدم فيها قطعة العمل خالية من الاحتكاك.

3. التوافق

يؤدي الوسم بالليزر إلى صهر المادة لتشكيل أجزاء غير منتظمة قليلاً، بينما يؤدي النقش بالليزر إلى تبخير المادة لتشكيل أخدود. ولأن النقش بالليزر يتطلب طاقة ليزر كافية لجعل المادة تصل إلى درجة حرارة التسامي ثم تتبخر في غضون أجزاء من الثانية، فلا يمكن تطبيق هذه التقنية على جميع المواد.

من خلال التوضيح أعلاه، نعتقد أن لديك الآن فهمًا أفضل للنقش بالليزر والتعليم بالليزر.

بعد اختيار الجهاز المناسب، تأتي الخطوة التالية وهي إضافة مبرد فعال. صُممت مبردات S&A الصناعية خصيصًا لأنواع مختلفة من آلات الوسم بالليزر، وآلات النقش بالليزر، وآلات القطع بالليزر، وغيرها. جميع هذه المبردات الصناعية وحدات مستقلة لا تحتاج إلى مصدر مياه خارجي، وتتراوح قدرة التبريد فيها من 0.6 كيلوواط إلى 30 كيلوواط، وهي كافية لتبريد أنظمة الليزر ذات القدرة المنخفضة إلى المتوسطة. يمكنكم الاطلاع على جميع طرازات مبردات S&A الصناعية على الرابط التالي: https://www.teyuchiller.com/products