Khắc laser và đánh dấu bằng laser, chúng có giống nhau không?

Mặc dù cả khắc laser và tạo dấu laser đều sử dụng tia laser để tạo ra các dấu vết không thể xóa trên vật liệu. Tuy nhiên, khắc laser làm cho vật liệu bay hơi trong khi tạo dấu laser làm cho vật liệu nóng chảy. Bề mặt vật liệu nóng chảy sẽ giãn nở và tạo thành một rãnh sâu 80µm, làm thay đổi độ nhám của vật liệu và tạo ra sự tương phản đen trắng. Dưới đây, chúng ta sẽ thảo luận về các yếu tố ảnh hưởng đến sự tương phản đen trắng trong khắc laser.

3 bước khắc laser

(1) Bước 1: Tia laser tác động lên bề mặt vật liệu

Điểm chung giữa khắc laser và đánh dấu laser là chùm tia laser đều là xung. Có nghĩa là, hệ thống laser sẽ phát ra xung sau một khoảng thời gian nhất định. Một laser 100W có thể phát ra 100.000 xung mỗi giây. Do đó, ta có thể tính toán được năng lượng của một xung đơn là 1mJ và giá trị đỉnh có thể đạt tới 10KW.

Để kiểm soát năng lượng laser tác động lên vật liệu, cần phải điều chỉnh các thông số của laser. Và các thông số quan trọng nhất là tốc độ quét và khoảng cách quét, vì hai thông số này quyết định khoảng thời gian giữa hai xung liền kề tác động lên vật liệu. Khoảng thời gian giữa các xung liền kề càng gần nhau, năng lượng hấp thụ càng nhiều.

So với khắc laser, đánh dấu laser tiêu thụ ít năng lượng hơn, do đó tốc độ quét nhanh hơn. Khi quyết định lựa chọn giữa khắc laser và đánh dấu laser, tốc độ quét là một thông số quyết định.

(2) Bước 2: Vật liệu hấp thụ năng lượng laser

Khi tia laser tác động lên bề mặt vật liệu, phần lớn năng lượng laser sẽ bị phản xạ lại bởi bề mặt vật liệu. Chỉ một phần nhỏ năng lượng laser được vật liệu hấp thụ và chuyển hóa thành nhiệt. Để làm cho vật liệu bay hơi, khắc laser cần nhiều năng lượng hơn, trong khi đánh dấu laser chỉ cần ít năng lượng hơn để làm tan chảy vật liệu.

Khi năng lượng hấp thụ chuyển hóa thành nhiệt, nhiệt độ của vật liệu sẽ tăng lên. Khi đạt đến điểm nóng chảy, bề mặt vật liệu sẽ tan chảy và tạo thành các biến đổi.

Đối với laser có bước sóng 1064mm, tỷ lệ hấp thụ của nhôm chỉ khoảng 5% và của thép là hơn 30%. Điều này khiến nhiều người nghĩ rằng thép dễ bị khắc laser hơn. Nhưng thực tế không phải vậy. Chúng ta cũng cần xem xét các đặc tính vật lý khác của vật liệu, chẳng hạn như điểm nóng chảy.

(3) Bước 3: Bề mặt vật liệu sẽ có sự giãn nở cục bộ và thay đổi độ nhám.

Khi vật liệu tan chảy và nguội đi trong vài mili giây, độ nhám của bề mặt vật liệu sẽ thay đổi để tạo thành dấu ấn vĩnh viễn bao gồm số sê-ri, hình dạng, logo, v.v.

Việc tạo ra các hoa văn khác nhau trên bề mặt vật liệu cũng sẽ dẫn đến sự thay đổi màu sắc. Đối với việc khắc laser chất lượng cao, độ tương phản đen trắng là tiêu chuẩn kiểm tra tốt nhất.

Khi bề mặt vật liệu thô ráp có sự phản xạ khuếch tán ánh sáng chiếu tới, bề mặt vật liệu sẽ có màu trắng;

Khi bề mặt vật liệu thô ráp hấp thụ hầu hết ánh sáng chiếu vào, bề mặt vật liệu sẽ có màu đen.

Trong khi đó, đối với khắc laser, xung laser có mật độ năng lượng cao tác động lên bề mặt vật liệu. Năng lượng laser chuyển hóa thành nhiệt, làm cho vật liệu chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí để loại bỏ lớp bề mặt.

Vậy nên chọn khắc laser hay đánh dấu laser?

Sau khi hiểu được sự khác biệt giữa khắc laser và đánh dấu laser, điều tiếp theo cần xem xét là quyết định nên chọn loại nào. Và chúng ta cần cân nhắc 3 yếu tố.

1. Khả năng chống mài mòn

Khắc laser có khả năng xuyên sâu hơn so với đánh dấu laser. Do đó, nếu chi tiết cần được sử dụng trong môi trường có hiện tượng mài mòn hoặc cần xử lý sau như phun cát mài mòn bề mặt hoặc xử lý nhiệt, thì nên sử dụng khắc laser.

2. Tốc độ xử lý

So với khắc laser, khắc laser có độ xuyên sâu nông hơn, do đó tốc độ gia công nhanh hơn. Nếu môi trường làm việc không có hiện tượng mài mòn, nên sử dụng phương pháp khắc laser.

3. Khả năng tương thích

Khắc laser sẽ làm tan chảy vật liệu tạo thành các phần không đều nhỏ, trong khi khắc bằng laser sẽ làm cho vật liệu bay hơi để tạo thành rãnh. Vì khắc bằng laser cần đủ năng lượng laser để làm cho vật liệu đạt đến nhiệt độ thăng hoa và sau đó bay hơi trong vài mili giây, nên khắc bằng laser không thể thực hiện được trên tất cả các vật liệu.

Từ những giải thích trên, chúng tôi tin rằng giờ đây bạn đã hiểu rõ hơn về khắc laser và đánh dấu laser.

Sau khi quyết định lựa chọn loại máy nào, bước tiếp theo là bổ sung thêm một máy làm lạnh hiệu quả. Máy làm lạnh công nghiệp S&A được sản xuất dành riêng cho các loại máy khắc laser, máy cắt laser, v.v. Các máy làm lạnh công nghiệp này đều là các thiết bị độc lập, không cần nguồn nước bên ngoài và có công suất làm lạnh từ 0,6KW đến 30KW, đủ mạnh để làm mát hệ thống laser từ công suất nhỏ đến trung bình. Tìm hiểu đầy đủ các mẫu máy làm lạnh công nghiệp S&A tại https://www.teyuchiller.com/products