Lazerinis žymėjimas plačiai pripažįstamas kaip patikimiausias, švariausias ir nuolatinis gaminių identifikavimo būdas šiuolaikinėje gamyboje. Tačiau daugeliui viešųjų pirkimų vadybininkų tikrasis procesas, kai lazeriu nubrėžiamas mikro{1}}simbolis pūslelių greičiu, gali atrodyti kaip magija.
Siekdama padėti pramonės naudotojams suprasti jų įrangos technologiją, OMA JET išsamiai apžvelgia{0}}pagrindines profesionalių lazerinio žymėjimo sistemų fizikines ir mechanines sudedamąsias dalis.
1. Spindulio mokslas: stimuliuojama emisija
Žodis "LASER" yra akronimasŠviesos stiprinimas skatinant spinduliuotę. Skirtingai nuo standartinių šviesos šaltinių (pvz., elektros lemputės), skleidžiančių išsklaidytas, įvairiaspalves bangas, lazeris sukuria monochromatinį (vieno konkretaus bangos ilgio), koherentinį (bangos yra fazėje) ir kolimuotą (bangos sklinda įtemptu, lygiagrečiu keliu).
Norint sukurti šį unikalų spindulį, reikalingi trys pagrindiniai elementai:
Aktyvi terpė:Tai gali būti dujos (pvz., CO2), kietojo kūno{1}}kristalas arba legiruotas optinis pluoštas. Jis nustato lazerio bangos ilgį.
Energijos šaltinis (siurbimas):Elektros energija arba optinė šviesa pumpuojama į aktyviąją terpę, sužadinant jos atomus į aukštesnės energijos būseną.
Optinis rezonatorius:Abiejuose terpės galuose esantys veidrodžiai nukreipia atsirandančius fotonus pirmyn ir atgal, sustiprindami šviesą, kol ji išeina per iš dalies atspindintį veidrodį kaip labai sufokusuotas, intensyvus lazerio spindulys.
2. Bangos ilgių supratimas: pluoštas, CO2 ir UV
Priežastis, dėl kurios skirtingi lazeriai žymi skirtingas medžiagas, yra tik elektromagnetinės bangos ilgis. Skirtingos medžiagos sugeria šviesos energiją tam tikrose spektro juostose:
Skaiduliniai lazeriai (bangos ilgis: 1064 nm):Skaiduliniai lazeriai, veikiantys artimojo-infraraudonųjų spindulių spektre, naudoja aktyvią optinio pluošto terpę, legiruotą retųjų -žemių elementais. Metalai ir kietieji polimerai pasižymi išskirtinai dideliu sugerties greičiu, esant 1064 nm, todėl lazeris greitai išgaruoja arba išgraviruoja paviršių.
CO2 lazeriai (bangos ilgis: 10,6 μm):Veikianti tolimajame{0}}infraraudonųjų spindulių spektre, aktyvioji terpė yra anglies dioksido dujų mišinys. Nemetalinės ir organinės medžiagos (pvz., mediena, kartonas, stiklas ir PET plastikas) puikiai sugeria šį ilgą bangos ilgį, sukeldamos vietinį terminį garavimą, dėl kurio susidaro traškios, švarios žymės.
UV lazeriai (bangos ilgis: 355 nm):Ultravioletiniame spektre veikiantys UV lazeriai sukuriami praleidžiant kietojo kūno{0}}lazerį per specializuotus dažnio{1}}trigubai kristalus. Kadangi 355 nm fotonai turi didžiulę energiją, jie atlieka „foto-abliaciją“ arba „šaltą žymėjimą“ tiesiogiai nutraukdami molekulinius ryšius, nesukeldami šilumos, todėl jie idealiai tinka ypač subtiliems substratams.
3. Spindulio nukreipimas: Galvanometro (Galvo) skenavimo technologija
Lazerio šaltinis generuoja statinį, tiesų šviesos spindulį. Norėdami išversti šį spindulį į sudėtingą tekstą, serijos numerius ir 2D kodus, sistema naudojaGalvanometro skaitytuvas(dažnai vadinamas „galvo“).
Galvo korpuse yra du didelio greičio{0}}tikslumo varikliai su mikro{1}}veidrodžiais.
X-Ašies veidrodisbraukia lazerio spindulį horizontaliai.
Y-ašies veidrodisbraukia lazerio spindulį vertikaliai.
Koordinuojant šiuos du veidrodžius pažangiomis skaitmeninėmis valdymo kortelėmis, sistema gali perbraukti sufokusuotą lazerio tašką per žymėjimo lauką kelių tūkstančių milimetrų per sekundę greičiu, todėl pasiekiamas mikroskopinis pakartojamumas ir nepriekaištingas stebėjimas judančiose gamybos linijose.
4. Gyvenimo trukmė ir šilumos valdymas
Pramoniniai lazeriniai žymekliai sukurti dideliems{0}}pamainoms gaminti. Kietojo kūno-lazeriniai šaltiniai (pavyzdžiui, esantys OMA JET šviesolaidinėse sistemose) yra neįtikėtinai patvarūs ir jų eksploatavimo trukmė viršija100 000 valandųnuolatinis žymėjimas.
Siekiant išlaikyti šį ilgaamžiškumą ir užkirsti kelią bangos ilgio dreifui, efektyvus šilumos valdymas yra integruotas į važiuoklę. Didelės-galios sistemose naudojamos optimizuotos oro-aušinimo struktūros arba skysčio-aušinimo kilpos, kad būtų efektyviai išsklaidoma šiluma ir užtikrinama, kad lazerio ertmė išliktų stabili esant nuolatiniam darbo krūviui ir nereikia nuolatinės priežiūros ar rankinio derinimo.
