Máy khắc laser Fiber – Cần biết gì trước khi sử dụng?

---

0/ Sự ra đời của công nghệ laser Fiber

Cắt laser sợi quang (Laser fiber) là một trong những công nghệ đột phá nhất  trong thị trường gia công kim loại kể từ khi laser CO2 được giới thiệu lần đầu tiên để cắt kim loại tấm vào những năm 1980. Công nghệ cắt laser sợi quang được coi là một sự thay đổi đột phá và cách mạng bởi vì nó đã tác động đến toàn bộ ngành chế tạo kim loại tấm.

Trong một khoảng thời gian tương đối ngắn, chúng ta đã thấy những tiến bộ theo cấp số nhân trong công nghệ cắt laser Fiber được sử dụng để cắt các tấm kim loại phẳng và tấm. Chỉ trong năm năm, các sợi Laser đã đạt được ngưỡng cắt 4 kW, lấy các tia laser CO2 dài khoảng bốn lần thời gian như vậy để đạt được. Sau mười năm, Laser sợi quang đã đạt được phạm vi 10 kw đến 12 kw mà việc cắt laser CO2 chưa bao giờ làm được. Nói một cách công bằng, Laser sợi quang – một số vượt quá 20 kW – đã được các ngành công nghiệp khác sử dụng trong nhiều năm qua trong các ứng dụng khác ngoài cắt kim loại tấm.

1/ Máy khắc laser fiber là gì?

Máy khắc laser fiber hay còn gọi là laser sợi quang được sử dụng để khắc (đánh dấu) lên bề mặt vật liệu kim loại hoặc một số loại nhựa (nhưng chủ yếu được sử dụng để khắc lên kim loại: Thép, đồng, nhôm, inox, vàng, bạc,…). Trong quá trình khắc, chùm tia sáng hội tụ đi qua một sợi dây cáp quang và sau đó nó đi đến bề mặt vật liệu. Một lớp rất mỏng trên bề mặt vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng của tia laser, tan chảy và sau đó đổi màu. Hiện tại máy khắc laser fiber được chế tạo và sử dụng rất rộng rãi với nhiều kiểu dáng khác nhau (Máy kích thước lớn, khổ rộng, máy để bàn và cả những loại máy nhỏ có thể cầm tay), các bộ phận cũng được module hoá để dễ dàng vận chuyển và thay thế nếu bị hư hỏng.

2/ Máy khắc laser fiber dùng để làm gì?

Máy khắc laser fiber là loại máy chính xác, được sử dụng để khắc (đánh dấu), làm sạch bề mặt kim loại (tẩy gỉ sét), và nhiều ứng dụng khác. Máy khắc laser fiber được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp: Hàng không vũ trụ, nha khoa, y tế, xe hơi, trang sức, nghiên cứu khoa học. Cáp quang được sử dụng trong máy có độ chính xác rất cao.

Các công ty sản xuất thường sử dụng máy khắc laser fiber để khắc lên các sản phẩm, chi tiết máy, linh kiện, bộ phận,..để dễ dàng phân biệt. Ngoài ra, còn dùng để khắc các thông số máy móc, bảng hướng dẫn lên vỏ máy. Trong lĩnh vực trang sức, nó được dùng để khắc tên, hình ảnh và hoa văn lên các sản phẩm trang sức: nhẫn, dây chuyền, bông tai,….

Phân biệt giữa máy khắc laser fiber và máy cắt laser fiber: Mặc dù laser fiber ứng dụng rất linh hoạt, nhưng cần phải phân biệt giữa máy khắc laser fiber và máy cắt laser fiber. Máy cắt laser fiber có công suất lớn hơn rất nhiều so với máy khắc, tia laser fiber trên máy khắc có bước sóng từ 800nm đến 2200nm, trong khí đó tia laser trên máy cắt laser fiber có bước sóng từ 9000nm đến 11000nm.

Video máy khắc laser fiber việt nam

 

3/ Máy khắc laser fiber hoạt động như thế nào?

Trên một máy khắc laser fiber gồm 3 nhóm thành phần chính: Nguồn laser, môi trường kích hoạt laser, bộ khếch đại quang học.

1. Nguồn laser: cung cấp năng lượng để tạo ra tia laser mang năng lượng cao
2. Môi trường kích hoạt laser: Tạo ra bước sóng laser mong muốn
3. Bộ khuếch đại quang học: Là một bộ gương phản xạ ánh sáng cộng hưởng, tạo ra nhiều hạt photon ánh sáng.

Chùm tia laser được tạo ra từ nguồn laser và đi qua sợi cáp quang. Sợi cáp quang này chứa các icon từ các nguyên tố đất hiếm như ytterbium. Thành phần này, có tác dùng tăng hiệu suất của sợi quang. Máy khắc laser fiber đánh bay lớp bề mặt của vật liệu nhưng không làm ảnh hưởng đến đặc tính của vật liệu, ngoài ra đối với vật liệu inox nó có thể tạo ra màu bằng cách sử dụng tương phản vật liệu. Hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ quá trình tạo ra các ký tự khắc, chữ số, tranh ảnh, hình vẽ, logo khi khắc như phần mềm EzCad.

3.1/ Nguồn laser fiber hoạt động như thế nào?

Nguồn laser fiber bao gồm các laser đi-ốt giúp chuyển đối điện năng thành quang năng. Các đi-ốt chứa 2 chất bán dẫn mang điện tích trái dấu. Khi các điện tích này gặp nhau sẽ tạo một electron tự do và sau đó phát ra 1 hạt photon. Các hạt photon này tích tụ dần khi dòng điện đi qua các đi-ốt. Các photon đi vào sợi quan và tạo ra chùm tia laser.

3.2/ Vùng khắc của laser fiber là bao nhiêu?

Khi tia laser từ nguồn phát ra nó sẽ đi qua 2 gương, và 2 gương này sẽ phản chiếu tia tạo nên hình dạng mong muốn, và sẽ qua lens để các tia hội tụ và tạo năng lượng tại vị trí cắt khắt trên bề mặt vật liệu. Do điều khiển bằng gương nên việc thiết lập ban đầu khá quan trọng, vì chỉ lệch một chút là biên dạng sẽ sai và máy không  thể hoạt động bình thường được. Thứ hai là chất lượng lens phải tốt để hội tụ và tập trung tối đa năng lượng. Khổ làm việc của máy sẽ do Lens này quyết định, khổ càng lớn thì giá lens càng cao.

4/ Laser fiber có thể khắc lên những loại vật liệu nào?

Máy khắc laser fiber có thể khắc được trên rất nhiều loại vật liệu, nhưng không phải tất cả. Nếu bạn muốn khắc lên kim loại chứ số, ký tự, số series sản phẩm, barcode, mã sản phẩm, mã SKU của sản phẩm, thương hiệu, logo,… thì máy laser fiber là lựa chọn tốt nhất. Ngoài ra, nó còn được sử dụng trong lĩnh vực kim hoàng: Khắc lên trang sức bằng vàng hoặc bạc. Laser fiber khắc được trên các loại vật liệu cứng và giòn như: Kim loại, đá, nhựa cứng.

Tổng hợp những loại vật liệu mà máy laser fiber có thể khắc được:

• Nhựa Acrylic (nhựa mica)
• Các loại nhựa cứng
• Đá hoa cương, gạch nung trong xây dựng, gạch ốp lát
• Đá hoa (cẩm thạch)
• Vàng
• Bạc
• Đồng
• Thép, inox, gang
• Titani
• Nhôm
• Thép Tungsten
• Nhựa PVC (Lưu ý: Loại vật liệu này khi khắc sẽ tạo ra mùi hôi và độc)

5/ Lựa chọn nguồn công suất fiber 10W, 20W, 30W, 50W hay 100W?

Laser fiber là dòng máy tối tân nhất hiện nay, với khả năng khắc hầu hết các loại vật liệu đặc biệt là kim loại. Và để lựa chọn công suất nguồn laser fiber phù hợp thì trước tiên bạn phải hiểu sơ về quá trình làm việc và hoạt động của máy laser fiber. Máy laser fiber có chi phí cao nhất là nguồn, với chi phí tới 1/2 giá máy, vì đây là công nghệ mới nhất nên giá thành cao, bù lại tuổi thọ sử dụng lên tới 25 năm, có thể hoạt động liên tục mà không hề gây ra vấn đề gì.

Nguồn laser fiber tối thiểu là 10W với chi phí rẻ hơn, dành cho những người mới sử dụng laser fiber hoặc những cá nhân, công ty muốn sử dụng fiber với công suất vừa phải. Thông dụng nhất hiện nay vẫn là laser fiber 20W vì tối ưu về công suất và giá thành. Việc lựa chọn nguồn laser cũng là vấn đề mà nhiều khách hàng lo lắng, do đó các thông số bên dưới sẽ giúp bạn lựa chọn nguồn 20w, 30w và 50w phù hợp

5.1/ Nguồn fiber 20W

Có thể xem là công suất nguồn tối thiểu cho các máy khắc laser fiber công nghiệp. Và nó cũng có giá tốt nhất

Có thể khắc trên mọi bề mặt, gồm phi kim, lớp sơn kim loại, vật liệu kim loại thép, đồng, inox.

Khả năng đánh dấu trên kim loại chưa được hoàn hảo, nhưng ở mức độ chấp nhận được, còn khắc thì rất ổn.

Đánh dấu nghĩa là có độ sâu nhất định, ví dụ nếu muốn khắc sâu 0.5mm trên thép thì cần trên 10 phút

5.2/ Nguồn Fiber 30W

Là nguồn có công suất cao hơn, nghĩa là bên cạnh khả năng khắc đa dạng như nguồn 20W nó sẽ có một số lợi thế khác, bao gồm

• Tốc độ khắc nhanh hơn
• Độ sâu khắc tốt hơn
• Có thể cắt được bạc và đồng, với bạc thì chiều sâu cắt là 0.7mm, và vàng là 1m
• Nếu bạn là khách hàng công ty, yêu cầu cao thì máy fiber công suất 30W là lựa chọn khá tối ưu

5.3/ Nguồn fiber 50 W

Máy chuyên dụng cho khắc sâu và cắt kim loại mỏng. Chi phí cao nên cũng ít được sử dụng

5.4/ Nguồn fiber 100W

Chuyên dụng cho khắc sâu tạo khuôn, cũng hiếm thấy trên thị trường

Với những công dụng như trên, khách hàng cân nhắc lựa chọn nguồn fiber công suất 20W hoặc 30W để phục vụ công việc