من المعروف على نطاق واسع أن وضع العلامات بالليزر هو الطريقة الأكثر موثوقية ونظيفة ودائمة لتحديد المنتج في التصنيع الحديث. ومع ذلك، بالنسبة للعديد من مديري المشتريات، فإن العملية الفعلية لرسم شخصية صغيرة-باستخدام الليزر بسرعات مذهلة يمكن أن تبدو وكأنها سحر.
لمساعدة المستخدمين الصناعيين على فهم التكنولوجيا المستخدمة في معداتهم، تقدم OMA JET{0}}نظرة متعمقة على الفيزياء الأساسية والمكونات الميكانيكية الأساسية لأنظمة وضع العلامات بالليزر الاحترافية.
1. علم الشعاع: الانبعاث المحفز
كلمة "LASER" هي اختصار لـتضخيم الضوء عن طريق انبعاث الإشعاع المحفز. على عكس مصادر الضوء القياسية (مثل المصباح الكهربائي) التي تبعث موجات متناثرة ومتعددة الألوان-، ينتج الليزر شعاعًا ضوئيًا أحادي اللون (طول موجي واحد محدد)، ومتماسك (الموجات في الطور)، ومتوازي (تنتقل الموجات في مسار ضيق ومتوازي).
لتوليد هذا الشعاع الفريد، هناك ثلاثة عناصر أساسية مطلوبة:
الوسيط النشط:يمكن أن يكون هذا غازًا (مثل ثاني أكسيد الكربون)، أو بلورة الحالة-الصلبة، أو ألياف ضوئية مخدرة. فهو يحدد الطول الموجي لليزر.
مصدر الطاقة (الضخ):يتم ضخ الطاقة الكهربائية أو الضوء الضوئي في الوسط النشط، مما يؤدي إلى إثارة ذراته إلى حالة طاقة أعلى.
الرنان البصري:تعمل المرايا الموضوعة على طرفي الوسط على ارتداد الفوتونات الناشئة ذهابًا وإيابًا، مما يؤدي إلى تضخيم الضوء حتى يهرب من خلال مرآة عاكسة جزئيًا كشعاع ليزر شديد التركيز.
2. فهم الأطوال الموجية: الألياف، وثاني أكسيد الكربون، والأشعة فوق البنفسجية
السبب وراء تمييز أجهزة الليزر المختلفة للمواد المختلفة يكمن بالكامل في الطول الموجي الكهرومغناطيسي. تمتص المواد المختلفة الطاقة الضوئية في نطاقات طيفية محددة:
ليزر الألياف (الطول الموجي: 1064 نانومتر):تعمل أجهزة ليزر الألياف في نطاق-الأشعة تحت الحمراء القريب، وتستخدم وسطًا نشطًا من الألياف الضوئية المدعمة بعناصر أرضية-نادرة. تتمتع المعادن والبوليمرات الصلبة بمعدل امتصاص مرتفع بشكل استثنائي عند 1064 نانومتر، مما يسمح لليزر بتبخير السطح أو نقشه بسرعة.
ليزر ثاني أكسيد الكربون (الطول الموجي: 10.6 ميكرومتر):يعمل الوسط النشط في نطاق{{0}الأشعة تحت الحمراء البعيدة، وهو خليط من غاز ثاني أكسيد الكربون. تمتص المواد غير المعدنية والعضوية -(مثل الخشب والكرتون والزجاج والبلاستيك PET) هذا الطول الموجي الطويل بشكل مثالي، مما يتسبب في تبخر حراري موضعي يؤدي إلى ظهور علامات واضحة ونظيفة.
ليزر الأشعة فوق البنفسجية (الطول الموجي: 355 نانومتر):تعمل أشعة الليزر فوق البنفسجية في الطيف فوق البنفسجي، ويتم إنشاؤها عن طريق تمرير ليزر الحالة الصلبة -من خلال بلورات ثلاثية الترددات- متخصصة. نظرًا لأن فوتونات 355 نانومتر تمتلك طاقة هائلة، فإنها تؤدي "الاستئصال الضوئي" أو "الوسم البارد" عن طريق كسر الروابط الجزيئية مباشرة دون توليد حرارة، مما يجعلها مثالية للركائز الحساسة للغاية.
3. توجيه الشعاع: تقنية المسح بالجلفانومتر (جالفو).
يولد مصدر الليزر شعاعًا ثابتًا ومستقيمًا من الضوء. لترجمة هذا الشعاع إلى نص معقد وأرقام تسلسلية ورموز ثنائية الأبعاد، يستخدم النظام أماسح الجلفانومتر(غالبًا ما يطلق عليه "جالفو").
يحتوي مبيت galvo على محركين-عاليي السرعة ودقيقين مزودين بمرايا - دقيقة.
مرآة المحور X-يكتسح شعاع الليزر أفقيا.
مرآة المحور Y-يكتسح شعاع الليزر عموديا.
ومن خلال تنسيق هاتين المرآتين عبر بطاقات التحكم الرقمية المتقدمة، يمكن للنظام مسح بقعة الليزر المركزة عبر مجال الوسم بسرعات تصل إلى عدة آلاف من المليمترات في الثانية، مما يحقق إمكانية التكرار المجهري وتتبعًا لا تشوبه شائبة على خطوط الإنتاج المتحركة.
4. العمر والإدارة الحرارية
تم تصميم علامات الليزر الصناعية للخدمة الشاقة-والتصنيع-المتعدد النوبات. تتميز مصادر الليزر ذات الحالة الصلبة- (مثل تلك الموجودة في أنظمة الألياف الخاصة بشركة OMA JET) بأنها متينة بشكل لا يصدق، وتوفر عمرًا تشغيليًا نموذجيًا يتجاوز100,000 ساعةمن العلامات المستمرة.
وللحفاظ على هذا العمر الطويل ومنع انحراف الطول الموجي، تم دمج الإدارة الحرارية الفعالة في الهيكل. تستخدم أنظمة الطاقة العالية-هياكل تبريد الهواء المحسنة-أو حلقات تبريد السائل-لتبديد الحرارة بكفاءة، مما يضمن بقاء تجويف الليزر مستقرًا في ظل أحمال العمل المستمرة دون الحاجة إلى صيانة مستمرة أو محاذاة يدوية.
