Khắc laser – Cần biết gì để hành nghề?

1/ Khắc laser là gì?

Khắc laser là một trong số rất nhiều những ứng dụng của tia Laser (Nếu chưa biết tia laser là gì, có thể tham khảo qua Wikipedia). Đây là một quá trình gia công (xử lý) mà không cần tiếp xúc với vật liệu, phương pháp này sử dụng tia laser có mức năng lượng cao chiếu một vùng cục bộ vào phôi, chi tiết. Quá trình này tạo ra độ tương phản cao giữa vùng khắc và vùng không được khắc

Khắc laser được sử dụng trong việc tạo ra các thiết kế nghệ thuật trang trí, bảng tên, làm các banner quảng cáo, bảng hiệu, công nghiệp bao bì, may mặc, chế tác trang sức, y tế và rất nhiều lĩnh vực khác nữa. Ngoài ra, còn được sử dụng để in thông số máy móc trên vỏ máy bằng kim loại, in logo – thương hiệu, in hướng dẫn sử dụng – ghi chú hay cảnh báo. Một dứng dụng khác của khắc laser nữa là để tẩy các vết gỉ trên thép, làm sạch bề mặt hoặc tẩy các lớp sơn – si mạ.

Nguyên lý hoạt động của phương pháp này là sử dụng chùm tia laser hội tụ ở mực năng lượng cao để đánh dấu lên bề mặt vật liệu. Khi chùm tia laser tương tác với bề mặt vật liệu nó sẽ làm thay đổi đặc tính và màu sắc bên ngoài. Chùm tia laser tập trung tại một vị trí, giúp nét khắc chính xác và độ tương phản cao.

2/ Những loại vật liệu có thể khắc laser

2.1/ Nhựa

Các loại nhựa như: Acrylic (hay còn gọi là mica), nhựa POM thường là các vật liệu được khắc laser. Tuy nhiên, công suất của máy khắc laser phải phù hợp, vật liệu nhựa đó phải hấp thụ nhiệt (có một phần quyết định bởi màu nhựa) và một số chất phụ gia khác. Đối với vật liệu nhưa laser CO2 và Laser UV là 2 lựa chọn tốt nhất.

2.2/ Kim loại

Kim loại là loại vật liệu được sử dụng để khắc laser rất nhiều vì nó được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp. Kim loại được sử dụng để khắc laser phổ biến bao gồm: Thép, inox, vàng, bạc, nhôm, đồng. Đối với vật liệu này laser fiber là lựa chọn tốt nhất.

Ngoài ra, khắc laser trên bề mặt kim loại còn được ứng dụng trong việc tẩy gỉ. Một số ưu điểm: nhanh, đều, chính xác, không sinh ra nhiều bụi, các bề mặt gồ ghề rất dễ làm sạch gỉ

2.3/ Gỗ

Gỗ cũng được sử dụng để khắc laser rất nhiều, quá trình khắc sẽ đốt cháy bề mặt vật liệu gỗ nên cần phải cẩn thận vì có thể gây ra hoả hoạn. Tuy nhiên, có thể điều chỉnh công suất của tia laser để vết khắc không bị cháy bốc lửa. MDF, ván ép, bìa cứng là các vật liệu gỗ thường được dùng để khắc laser. Vật liệu gỗ được sử dụng rất nhiều trong ngành nội thất và quảng cáo

2.4/ Kim loại đã được sơn hoặc mạ

Quá trình khắc laser cũng được sử dụng rất nhiều đối với các vật liệu đã qua quá trình sơn hoặc mạ. Nó sẽ đánh bay lớp bề mặt được mạ. Trong thực tế, người ta sẽ sơn hoặc mạ bề mặt vật liệu kim loại sau đó khắc laser lên.

3/ Ưu và nhược điểm của khắc laser.

Khắc laser được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp và được mở rộng ra nhiều lĩnh vực khác nhờ vào những ưu điểm vô cùng lớn mà nó mang lại như: Tốc độ rất nhanh, chính xác, sử dụng được cho nhiều loại vật liệu. Tuy nhiên, quá trình này cũng có nhưng nhược điểm còn tồn tại. Nội dung bên dưới sẽ phân tích về ưu và nhược điểm của công nghệ khắc laser

3.1/ Ưu điểm

Tốc độ cao

Khắc laser có tốc độ vô cùng nhanh, một quá trình thực hiện có thể chỉ 3 đến 5 phút, phụ thuộc vào vật liệu, thiết kế và công suất tia laser. Nhưng chắc chắn, công nghệ này có tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với các phương pháp gia công khắc mà cho ra cùng kết quả.

Khắc laser được nhiều loại vật liệu

Phương pháp gia công này tương thích với nhiều loại vật liệu như: kim loại, gỗ, nhựa (Có thể thấy được nó không bị hạn chế như các phương pháp gia công: đột lên bề mặt kim loại hay là dùng hoá học). Mang lại cho người sử dụng nhiều lựa chọn trong thiết kế và vật liệu.

Độ chính xác cao

Các loại máy khắc laser có độ chính xác rất cao và khả năng khắc chính lên đến 0.1mm (Lưu lý: điều này còn phụ thuộc vào chất lượng máy, vật liệu và một số thành phần khác). Nhờ vào khả năng gia công với độ chính xác cao nên nó được ứng dụng trong lĩnh vực: trang sức, ý tế, gia công mạch điện tử

Khả năng lặp lại liên tục

Khắc laser là lựa chọn phù hợp cho các công việc khắc số lượng, gia công hàng loại, có tính chu kỳ lặp lại. Các phần mềm hỗ trợ cho máy khắc laser (phần mềm thiết kế, phần mềm thiết lập gia công) được tích hợp các chức năng lặp lại rất tiện lợi cho người vận hành máy. Nhờ vào chức năng này giúp cho quá trình gia công nhanh hơn rất nhiều lần, các sản phẩm đều nhau

Độ bề của vết khắc cao

Các vết khắc bằng phương pháp laser có độ tương phản cao, hiện thị rất rõ nét và tồn tại vĩnh viễn. Vì thế, nó rất bền bỉ trong nhiều môi trường làm việc: bị mài mòn, nhiệt độ cao hoặc có chất hoá học. Không giống như phương pháp in phun lên bề mặt có thể bị tẩy sạch trong môi trường có chất hoá học (bị tẩy rửa đi).

Quá trình khắc laser rất thân thiện với môi trường

Khắc laser hoàn toàn không yêu cầu vật tư tiêu hao như là các chất hoá học có thể làm ô nhiễm môi trường, không làm biến dạng vật liệu. Ưu điểm vượt trội hơn rất nhiều so với phương pháp đột lên bề mặt (gây ra tiếng ồn rất lớn và làm biến dạng một phần bề mặt)

3.2/ Nhược điểm

Cần phải có chuyện môn kỹ thuật

Sử dụng máy khắc laser cần phải yêu cầu người vận hành được đào tạo về chuyện môn để tránh được các nguy hiểm từ máy cho người vận hành cũng như làm hư hại máy, ngoài ra chất lượng của nét khắc laser cũng quyết định bởi kinh nghiệm của người vận hành máy (cách gá phôi, điều chỉnh tiêu cự, điều chỉnh công suất máy, tốc độ, thời gian).

Chi phí cao và bảo dưỡng

Máy khắc laser có giá thành cao hơn sơ với các loại máy có cùng chức năng tương tự (khắc hoá học, khắc bằng mũi đột). Ngoài ra, còn phải tốn thêm chi phí bảo trì – bảo dưỡng định kỳ và một số chi phí vận hành khác. Vì thế, cần phải có một khoảng đầu tư lớn cho giai đoạn ban đầu.

4/ Top 5 loại máy khắc laser

4.1/ Máy khắc laser Fiber

Laser fiber (hay còn gọi là laser sợi quang) được sử dụng rất phổ biến để khắc laser kim loại. Công suất của máy thường là 10W, 20W, 30W, 50W. Máy phát ra các chùm tia laser có mức năng lượng cao, thích hợp sử dụng cho các bề mặt gồ ghề phức tạp. Tuy nhiên, loại máy này ko phù hợp để khắc lên các bề mặt phản chiếu ánh sáng.

♦ Để biết chi tiết hơn về máy laser fiber có thể tham khảo bài viết:  Máy khắc laser Fiber – Cần biết gì trước khi sử dụng?

4.2/ Máy khắc laser CO2

Laser CO2 hoạt động ở bước sóng 10.6nm. Chuyên dùng khắc cho các loại vật liệu phim kim: gỗ, thuỷ tính, nhựa, giấy, vải. Laser CO2 cũng có thể khắc lên bề mặt kim loại nhưng cần phải sử dụng thêm chất phụ gia, chính vị phức tạp nên người ta thường sử dụng laser Fiber để khắc kim loại. máy laser CO2 có mức tiêu thụ nặng lượng tương đối thấp.

4.3/ Máy khắc laser UV

Máy khắc laser UV sử dụng tia UV có bước sóng 355nm, nó không sinh ra nhiệt lượng cao giống như các loại máy khắc laser khác, thích hợp cho các loại vật liệu có mức chịu nhiệt thấ. Đây là loại máy khắc laser được sử dụng rất nhiều trong ngành công nghiệp điện tử (khắc mạch, chip điều khiển, linh kiện điện tử….).

4.3/ Máy khắc laser YAG

Laser YAG là loại máy khắc nhỏ gọn, rất nhẹ, có thể di chuyển rất thuận tiện, được sử dụng để khắc các tấm kim loại mỏng. Phù hợp với các loại vật liệu: nhôm, thép. Máy tạo ra các chùm tia laser có mức năng lượng thấp nên không làm ảnh hưởng đến vật liệu.

4.5/ Máy khắc laser MOPA

Đây là loại máy khắc laser sợi quang (Laser fiber), nhưng điểm khác so với máy khắc laser fiber thông thường là bộ khuếch đại giúp tăng công suất. Máy tạo ra chùm tia laser với tần số cao mà không làm mất đi đặc tính của chùm tia sáng laser, laser Mopa có tần số lên đến 2700KHz (laser fiber thông thường thì chỉ đạt tần số 500KHz). Nhờ vào đặc điểm này nên máy khắc laser MOPA ứng dụng cho một số công việc:

• Khắc laser màu trên vật liệu inox
• Khắc màu đen có độ tương phản rất cao trên nhôm đã được xử lý anode
• Khắc tương phản cao trên vật liệu nhựa

6/ Cần phân biệt giữa khắc laser, đánh dấu bằng laser, khắc đốt chảy bằng laser

Tại Việt Nam, rất nhiều người bị nhầm lẫn giữa 3 phương pháp khắc laser, đánh dấu bằng laser, khắc đốt chảy bằng laser. Việc nhầm lẫn này không ảnh hưởng lơn đến công việc, nhưng trong một số trường hợp cần đến sự tối ưu về chi phí đầu tư, nếu nằm rõ 3 phương pháp này giúp chọn được máy và công nghệ phù hợp nhất cho công việc. Mặc dù các thuật ngữ này thường được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng có sự khác biệt giữa đánh dấu laser, khắc laser và ủ nhiệt. Mỗi loại quy trình có các ứng dụng và thuộc tính riêng làm cho nó lý tưởng cho các công việc khác nhau.

Nhờ các quy định công nghiệp và chính phủ liên quan đến việc xác định rõ ràng sản phẩm và bộ phận rõ ràng, các quy trình đánh dấu laser, khắc laser và laser điện hóa đang ngày càng phổ biến. Cả ba phương pháp  này cung cấp một giải pháp đánh dấu vĩnh viễn, đáp ứng các quy định và thêm sự khác biệt cho các sản phẩm và bộ phận của bạn.

6.1/ Đánh dấu bằng laser (Laser Marking)

Đánh dấu bằng laser là những gì xảy ra khi chùm tia tương tác với bề mặt của vật liệu, làm thay đổi một chút tính chất hoặc bề ngoài của nó. Nó đạt được bằng cách di chuyển một chùm năng lượng thấp từ từ trên vật liệu bằng phương pháp gọi là sự đổi màu, tạo ra các dấu tương phản cao mà không làm gián đoạn vật liệu.

Một số dặt điểm của phương pháp này

• Laser làm nóng vật liệu, gây oxy hóa dưới bề mặt và biến vật liệu thành màu đen.
• Nó áp dụng nhiệt độ thấp cho kim loại để ủ bề mặt.
• Tất cả điều này được thực hiện trong khi để lại bề mặt nguyên vẹn.
• Đánh dấu laser khác với khắc laser và khắc laser theo một số cách:
• Nó ít phổ biến hơn và không phải nơi nào cũng cung cấp các dịch vụ này.
• Nó cũng được gọi là màu laser hoặc đánh dấu laser tối, cũng như charring cho vật liệu nhựa và ủ cho kim loại.
• Có bốn loại đánh dấu laser phổ biến: ủ, di chuyển carbon, tạo bọt và tạo màu.
• Nó phổ biến trong ngành công nghiệp thiết bị y tế cho các bộ phận bằng thép không gỉ và titan, cũng rất phổ biến trên các vật liệu khác.
• Một điểm đánh dấu laser là lý tưởng cho mã vạch, mã UID, mã QR, logo và các nhu cầu nhận dạng khác.

6.2/ Khắc laser

Khắc laser là một quá trình trong đó chùm tia laser loại bỏ vật lý bề mặt của vật liệu để lộ ra một khoang để lộ hình ảnh ngang tầm mắt. Tia laser tạo ra nhiệt độ cao trong quá trình khắc, điều này chủ yếu làm cho vật liệu bốc hơi. Đó là một quá trình nhanh chóng, vì vật liệu được bốc hơi với mỗi xung.

Đặc điểm quá trình khắc laser

• Điều này tạo ra một khoang trên bề mặt dễ nhận thấy bằng mắt và chạm.
• Để tạo các dấu sâu hơn với máy khắc laser, lặp lại với một vài lần.
• Mặc dù khắc là một phần nhỏ của đánh dấu laser, nó vẫn khác nhau theo nhiều cách:
• Có ba loại khắc laser: khắc, khắc laser sâu và cắt laze (sự khác biệt giữa ba loại là bề mặt là gì và bạn loại bỏ bao nhiêu).
• Đây là tùy chọn phổ biến nhất cho những người muốn một cái gì đó được cá nhân hóa hoặc tùy chỉnh.
• Không lý tưởng để đánh dấu các bộ phận quan trọng an toàn.
• Độ sâu khắc tối đa là 0,02 trong kim loại nhưng có thể sâu tới 0,125 trong các vật liệu như than chì.
• Đây là cách nhanh nhất để đánh dấu bằng laser.
• Thật tuyệt vời cho các bộ phận dự kiến ​​sẽ trải nghiệm mặc cao.
• Nó thường được sử dụng để khắc số serial và logo, trong số những thứ khác.
• Bạn có thể khắc trên hầu hết mọi loại kim loại, nhựa, gỗ, da và kính.
• Một so sánh quan trọng khác để thực hiện là làm thế nào khắc laser so với khắc truyền thống:
• Chúng tôi có thể khắc laser trên một số vật liệu.
• Khắc laser dễ đọc hơn khắc truyền thống cho các vật nhỏ như đồ trang sức.
• Nó cung cấp cho bạn nhiều tùy chọn phông chữ hơn.Có khả năng thiệt hại hoặc biến dạng sản phẩm nhỏ hơn.
• Máy khắc laser nhanh hơn các phương pháp truyền thống.

6.2/ Khắc đốt chảy bằng laser (ủ nhiệt)

Khắc laser, là một phần nhỏ hơn của khắc laser, xảy ra khi nhiệt từ chùm tia làm cho bề mặt vật liệu tan chảy. Các chùm tia laser sử dụng nhiệt độ cao để làm tan chảy bề mặt vật liệu. Các vật liệu nóng chảy mở rộng và tạo ra các vết tăng lên.

Đặc điểm của quá trình khắc ủ nhiệt

• Không giống như khắc, độ sâu trong khắc thường không quá 0,02mm.
• khác biệt giữa khắc laser, đánh dấu và khắc bao gồm:
• Vì một máy khắc laser làm thay đổi bề mặt kim loại, nó làm thay đổi độ phản xạ và tăng cường độ tương phản.
• Nó loại bỏ 0,001 hoặc ít hơn của vật liệu.
• Chúng ta có thể khắc laser trên bề mặt kim loại trần, anode hóa hoặc mạ, cũng như polymer và gốm.

7/ Giá dịch vụ khắc laser là bao nhiêu?

Khi cần các sản phẩm độc đáo theo ý riêng của mình thì việc tìm tới dịch vụ sẽ giúp bạn nhanh chóng được sản phẩm mình cần thay vì phải lùng sục hoặc tự làm. Nhu cầu cắt khắc laser hiện nay là vô cùng lớn vì chi phí ngày càng giảm, và nhu cầu tìm kiếm các sản phẩm mang bản sắc riêng của người tiêu dùng, nhu cầu làm quà tặng hoặc các chương trình khuyến mãi cần các sản phẩm độc đáo ngày càng cao.

Bạn quan tâm tới giá dịch vụ khắc laser hiện nay thì bạn phải hiểu rõ là mình cần khắc số lượng bao nhiêu, mắc hay rẻ nó tùy thuộc vào nhiều yếu tố, nếu số lượng ít thì cứ tìm địa chỉ gần nhà bạn nhất và trải nghiệm, chênh lệch dăm ba chục cũng chỉ là chi phí xe cộ nếu phải đi xa. Biết đâu địa chỉ gần nhà bạn là nơi có dịch vụ khắc tốt nhất thì sao, một công đôi việc và nếu chỉ khắc vài cái thì bạn cũng đâu phải đau đầu tìm nơi khắc rẻ nhất, thật sự nơi rẻ nhất mà khắc số lượng vài cái có khi bạn tới người ta cũng không nhận làm đâu.

• Nếu bạn khắc số lượng và cần dịch vụ thì có thể tự mua máy nếu khắc những sản phẩm phi kim, còn nếu khắc kim loại thì nên nhờ dịch vụ. Giá khắc laser hiện nay được tính dựa vào vật liệu của bạn, nếu là gỗ thì sẽ tính theo miếng từ 5000VNĐ đến 20.000 VNĐ. Nếu là mica thì cũng tính theo miếng thường từ 50.000 VNĐ.
• Nếu bạn khắc kim loại thì chi phí từ 10.000 VNĐ cho 1 sản phẩm nếu sản phẩm nhỏ như usb, bút viết và từ 50.000VNĐ nếu sản phẩm là vỏ điện thoại hoặc cần khắc khổ lớn, hoa văn nhiều
• Khi cắt thì sẽ tính theo mét, dao động từ 7000 VNĐ đến 10.000 VNĐ cho 1 mét. Vật liệu bạn tự chuẩn bị hoặc có thể hỏi trước vật tư.

Hiện nay các dịch vụ đều có khắc và cả cắt kim loại như thép, inox, nhôm và đồng. Thật sự khi làm số lượng ít thì bạn cũng không nên suy nghĩ quá nhiều về chi phí dịch vụ, cứ thử cắt chỗ này 1 sản phẩm, chỗ kia 1 sản phẩm và dần so sánh đến lúc cần số lượng nhiều thì chọn nơi phù hợp nhất. Giá cả và nơi gia công cũng thường thay đổi theo năm, vì vậy cũng tham khảo ý kiến của những người trong nghề để chọn dịch vụ giá tốt và phục vụ cũng tốt.