Laserman nhận thấy ngày càng có nhiều người quan tâm đến việc khắc và đánh dấu bằng laser, cho dù là vì mục đích sản xuất công nghiệp hay sở thích cá nhân.Một số người mới bắt đầu có thể bối rối khi lựa chọn máy khắc laser. Bài viết này sẽ chia sẻ một số thông tin chi tiết về việc lựa chọn loại laser, một yếu tố rất quan trọng khi chọn máy laser . Tổng quan này bao gồm năm loại laser được sử dụng phổ biến nhất trong các ứng dụng thương mại (có hàng ngàn loại laser đã biết, hầu hết được sử dụng cho nghiên cứu chuyên ngành), và chúng tôi hy vọng bài viết sẽ hữu ích cho những ai đang cần.
Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn thông tin chi tiết về các loại laser khác nhau được sử dụng cho hệ thống khắc laser. Chúng bao gồm:
- Laser sợi quang
- laser CO2
- laser UV
- Laser Diode
- Laser MOPA
Laser sợi quang
Giới thiệu
Laser sợi quang là loại laser đặc biệt sử dụng sợi quang được pha tạp các nguyên tố đất hiếm (ví dụ như ytterbi, erbi và thuli, v.v.) làm môi trường khuếch đại.
Năm 1961, Elias Snitzer đã phát minh ra laser sợi quang và trình diễn ứng dụng của nó. Tuy nhiên, phải đến những năm 1990, laser sợi quang mới bắt đầu được thương mại hóa và dần trở nên phổ biến.
Ngày nay, laser sợi quang là loại laser được sử dụng phổ biến nhất để đánh dấu và khắc.
Đặc trưng
- Chất lượng chùm tia cao: Nhờ đặc tính dẫn sóng của sợi quang, tia laser sợi quang mang lại chất lượng chùm tia tuyệt vời và khả năng hội tụ vượt trội.
- Hiệu suất chuyển đổi cao: Laser sợi quang có hiệu suất chuyển đổi điện quang rất cao, thường đạt hơn 30%, giúp tiết kiệm chi phí, tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.
- Cấu trúc nhỏ gọn: Laser sợi quang được thiết kế nhỏ gọn, kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, giúp dễ dàng tích hợp với các thiết bị hoặc dây chuyền sản xuất khác. Thiết kế nhỏ gọn này cũng lý tưởng cho các ứng dụng di động, chẳng hạn như công cụ laser cầm tay hoặc đầu laser gắn trên cánh tay robot.
- Độ ổn định tuyệt vời: Với cấu trúc đơn giản, laser sợi quang có độ tin cậy cao và tuổi thọ dài.
Laser sợi quang đắt hơn nhưng có độ chính xác, tốc độ khắc, khả năng kiểm soát và tuổi thọ cao hơn. Chúng cũng ít cần bảo trì hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn.
Vật liệu khắc
Kim loại: Máy khắc laser sợi quang , nổi tiếng với độ chính xác cao, hiệu quả và chất lượng chùm tia tuyệt vời, có thể khắc hầu hết mọi loại kim loại, bao gồm thép không gỉ, nhôm, thép, sắt, nhôm anodized, magie, chì, kẽm và đồng.
Nhựa: Một số loại nhựa kỹ thuật có khả năng hấp thụ tốt, chẳng hạn như ABS, PC, PVC, PE và PP, có thể được khắc. Bề mặt của các vật liệu này sẽ đổi màu hoặc bị mài mòn dưới tác động của tia laser, và có thể đạt được hiệu ứng khắc lý tưởng bằng cách điều chỉnh công suất và tần số laser.
Ứng dụng
- Sản xuất ô tô
- Hàng không vũ trụ
- Sản xuất thiết bị y tế
- Sản xuất điện tử
- Trang sức
- Điện tử tiêu dùng
- Sản xuất thiết bị gia dụng
- Thiết bị đo lường
- Bao bì và In ấn
Laser CO2
Giới thiệu
Laser CO2 là một trong những loại laser khí được phát triển sớm nhất và sử dụng rộng rãi, được phát minh vào năm 1964 bởi C. Kumar N. Patel tại Bell Labs ở Hoa Kỳ. ( Tài liệu tham khảo )
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ, laser CO2 dần trở thành một trong những sản phẩm laser có công suất đầu ra liên tục cao, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như dệt may, y tế, gia công vật liệu và sản xuất công nghiệp. Đến những năm 1980, công nghệ laser CO2 đã cơ bản hoàn thiện và được sử dụng rộng rãi trong gia công công nghiệp trong hơn hai thập kỷ, bao gồm cắt kim loại, đánh dấu và khắc trên nhiều loại vật liệu.
Laser CO2 sử dụng hỗn hợp khí carbon dioxide làm môi trường khuếch đại, bao gồm carbon dioxide, heli, nitơ, và có thể cả hydro, hơi nước và xenon. Khi phóng điện, các phân tử khí trải qua quá trình chuyển đổi mức năng lượng, tạo ra tia laser hồng ngoại có bước sóng 10,6 micron.
Đặc trưng
- Công suất đầu ra cao: Tia laser CO2 cung cấp công suất đầu ra từ vài watt đến vài kilowatt, phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, từ đánh dấu tinh xảo đến cắt tấm dày.
- Độ sâu cắt và khắc đáng kể: Tia laser CO2 có thể cắt vật liệu kim loại và phi kim loại có độ dày lên tới hàng chục mm.
- Khả năng hấp thụ tuyệt vời cho vật liệu phi kim loại: Bước sóng 10,6μm của laser CO2 phù hợp với các đỉnh hấp thụ hồng ngoại của nhiều vật liệu phi kim loại, mang lại hiệu suất hấp thụ rất cao. Ví dụ, các vật liệu như gỗ, giấy, nhựa và da có thể đạt tỷ lệ hấp thụ trên 80% với laser CO2.
Vật liệu khắc
Tia laser CO2 có những ưu điểm độc đáo trong việc khắc và đánh dấu các vật liệu phi kim loại:
Vật liệu hữu cơ: Gỗ, acrylic, giấy, da
Nhựa: PVC, ABS, PP
Thủy tinh và Gốm sứ
Vật liệu tổng hợp: Nhựa gia cường sợi (FRP), vật liệu tổng hợp sợi carbon
Ngành công nghiệp ứng dụng
- Sản xuất biển quảng cáo
- Bao bì và In ấn
- Dệt may và may mặc
- Sản xuất điện tử
- Sản xuất thiết bị y tế
- Sáng tạo tác phẩm nghệ thuật
Các ứng dụng khác: cắt laser, hàn , thẩm mỹ y tế (ví dụ như điều trị da), sưởi ấm công nghiệp, v.v.
Khắc gỗ bằng laser CO2
Tia laser UV
Giới thiệu
Sự phát triển của tia laser UV bắt đầu từ những năm 1970. Với những tiến bộ trong công nghệ nguồn sáng cực tím, tia laser UV dần trở thành một công cụ quan trọng để xử lý chính xác.
Laser UV thường dựa trên laser thể rắn hoặc laser excimer. Ánh sáng tần số cơ bản được chuyển đổi thành ánh sáng cực tím thông qua các tinh thể quang học phi tuyến tính trong laser thể rắn, trong khi laser excimer là laser khí phát ra trực tiếp ánh sáng cực tím.
Đặc trưng
Tia laser UV (tia laser cực tím) giữ vị trí quan trọng trong lĩnh vực chế tạo vi mô do có bước sóng độc đáo và khả năng gia công có độ chính xác cao.
Bước sóng ngắn, Điểm hội tụ nhỏ
Bước sóng điển hình của laser UV là 355 nm (laser Nd:YAG hoặc Nd:YVO4 tần số ba). So với laser hồng ngoại (chẳng hạn như laser CO2, có bước sóng 10,6 μm), laser UV có bước sóng ngắn hơn, cho phép chúng đạt được điểm hội tụ nhỏ hơn.
Đường kính điểm hội tụ của tia laser UV có thể đạt tới 10 μm hoặc thậm chí nhỏ hơn, lý tưởng cho quá trình xử lý chính xác ở cấp độ micron.
Đặc điểm chế biến lạnh, giảm vùng ảnh hưởng nhiệt
Do bước sóng ngắn của tia laser UV, năng lượng được tập trung trong một diện tích cực nhỏ. Sau khi vật liệu hấp thụ photon, nó trải qua quá trình phân cắt liên kết hóa học trực tiếp thay vì loại bỏ vật liệu thông qua dẫn nhiệt.
Đặc tính "xử lý lạnh" này làm giảm đáng kể vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), ngăn ngừa biến dạng nhiệt, cháy xém hoặc nóng chảy vật liệu. Nó đặc biệt thích hợp để xử lý các vật liệu nhạy nhiệt.
Vật liệu khắc
Vật liệu bán dẫn: Tấm silicon, sapphire
Nhựa: PC (Polycarbonate), PMMA (Acrylic), PET (Polyester), PVC (Polyvinyl chloride)
Thủy tinh và pha lê
Đồ gốm
Ngành công nghiệp ứng dụng
- Sản xuất chất bán dẫn
- Sản xuất linh kiện điện tử
- Quang điện
- Sản xuất thiết bị y tế
Ứng dụng khác: Gia công vi mô, cắt bo mạch FPC (Mạch in mềm), cắt lát wafer, nghiên cứu y sinh, v.v.
Tia laser UV khắc họa tiết 3D bên trong tinh thể
Chất bán dẫn (điốt laser)
Giới thiệu
Laser diode, còn được gọi là laser bán dẫn, lần đầu tiên được chứng minh thành công vào năm 1962, nhưng ứng dụng thương mại rộng rãi của chúng phải đến cuối những năm 1980 mới đạt được. ( wikipedia )
Laser diode sử dụng cấu trúc đặc biệt của lớp tiếp giáp PN bán dẫn. Khi dòng điện được đưa vào, các electron và lỗ trống kết hợp lại với nhau để tạo ra photon, tạo ra tia laser đầu ra. Chúng thường được điều khiển trực tiếp bởi dòng điện và có thiết kế nhỏ gọn.
Đặc trưng
Thu nhỏ và tích hợp dễ dàng
Laser diode nhỏ gọn, nhẹ và tiêu thụ ít điện năng, lý tưởng để tích hợp vào các hệ thống quang học, thiết bị điện tử và máy móc công nghiệp hiện có.
Hiệu suất cao và tiêu thụ điện năng thấp
Laser diode có hiệu suất chuyển đổi điện quang rất cao, thường vượt quá 50%. Chúng cũng có mức tiêu thụ điện năng rất thấp, chỉ cần năng lượng điện tối thiểu để đạt được khả năng phát xạ laser hiệu quả.
Dải bước sóng rộng
Bằng cách lựa chọn các vật liệu bán dẫn khác nhau (như GaAs, InGaAs, GaN), laser diode có thể được điều chỉnh để phát ra ở nhiều bước sóng khác nhau. Các bước sóng phổ biến bao gồm 635nm (đỏ), 650nm (đỏ), 785nm (gần hồng ngoại), 808nm (gần hồng ngoại) và 980nm (gần hồng ngoại).
Vật liệu khắc
- Vật liệu kim loại: Thép không gỉ, hợp kim nhôm, đồng và hợp kim đồng
- Nhựa: ABS, PC, PA
- Đồ gốm
- Thủy tinh
Ngành công nghiệp ứng dụng
- Điện tử tiêu dùng
- Thiết bị y tế
- Trang sức
- Phụ tùng ô tô
- Vật phẩm trang trí
Nếu yêu cầu khắc tương đối đơn giản và nhu cầu công suất thấp, laser diode có thể được sử dụng để khắc kim loại. Các hệ thống laser cơ bản này có giá cả phải chăng hơn các loại laser khác (một số chỉ vài trăm đô la), nhưng công suất đầu ra và chất lượng chùm tia của chúng bị hạn chế.
Laser MOPA
Giới thiệu
Laser MOPA, viết tắt của Master Oscillator and Power Amplifier, là loại laser sợi quang sử dụng cấu trúc bộ dao động chính và bộ khuếch đại công suất.
Bộ dao động chính tạo ra tia laser hạt giống công suất thấp, chất lượng cao, sau đó được khuếch đại bởi bộ khuếch đại công suất để tạo ra chùm tia laser công suất cao.
Đặc trưng
- Độ rộng xung và tần số có thể điều chỉnh: Laser MOPA có thể tạo ra các xung ngắn từ vài nano giây đến hàng chục nano giây. Bằng cách kiểm soát chính xác các yếu tố như độ rộng xung, tần số hoạt động và năng lượng, nó cho phép khắc laser đa màu và xử lý tinh xảo.
- Chất lượng chùm tia cao: Chất lượng chùm tia laser của laser MOPA rất tuyệt vời và có thể dễ dàng đạt đến giới hạn nhiễu xạ, cho phép xử lý laser có độ chính xác và chất lượng cao.
- Công suất cực đại cao: Tia laser MOPA có thể đạt được công suất cực đại cực cao bằng cách điều chỉnh độ rộng xung và năng lượng, khiến chúng phù hợp để khắc sâu.
Vật liệu khắc
Thép không gỉ: Laser MOPA có thể tạo ra các dấu vết oxy hóa màu đen hoặc màu chất lượng cao trên bề mặt thép không gỉ, với độ sâu dấu vết từ 0,01 đến 0,05 mm. Nó phù hợp cho các ứng dụng như dụng cụ y tế, đồ dùng nhà bếp và sản phẩm phòng tắm.
Hợp kim nhôm: Bằng cách điều chỉnh độ rộng xung và tần số, tia laser MOPA có thể tạo ra các vết khắc tinh xảo trên bề mặt hợp kim nhôm, phù hợp với các bộ phận ô tô, vỏ sản phẩm điện tử, v.v.
Thép cacbon: Thích hợp để khắc sâu hoặc nông, lý tưởng để đánh dấu vĩnh viễn các bộ phận cơ khí, dụng cụ, v.v.
Hợp kim Titan: Được ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ, cấy ghép y tế và các lĩnh vực khác.
Vật liệu phi kim loại: Chẳng hạn như nhựa, ống PVC, v.v.
Đánh dấu màu bằng laser MOPA trên thép không gỉ
Kết luận (Laser sợi quang VS Laser CO2 VS Laser UV VS Laser Diode VS Laser MOPA)
Máy khắc laser sợi quang là sự lựa chọn ưu tiên để khắc và đánh dấu vật liệu kim loại do tính hiệu quả và tính linh hoạt của chúng.
Máy khắc laser CO2 hoạt động hiệu quả trên các vật liệu không phải kim loại như gỗ, nhựa và da.
Máy khắc laser UV được biết đến với độ chính xác cực cao và đặc tính xử lý lạnh, khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc xử lý vi mô trong các lĩnh vực như chất bán dẫn, điện tử và thiết bị y tế, mặc dù chúng đắt hơn.
Máy khắc laser diode là loại máy tiết kiệm chi phí nhất, dễ vận hành và phù hợp với những người đam mê và doanh nghiệp nhỏ để đánh dấu và khắc một cách tiết kiệm, đặc biệt là trên kim loại và một số loại nhựa.
Máy khắc laser MOPA cung cấp các thông số xung có thể điều chỉnh cao, giúp chúng linh hoạt đáp ứng nhiều nhu cầu xử lý vật liệu khác nhau, đặc biệt phù hợp với các ứng dụng có độ chính xác cao và đa vật liệu như điện tử tiêu dùng, hàng không vũ trụ và đồ trang sức.
Câu hỏi thường gặp về Laser để Khắc và Đánh dấu
Làm thế nào để chọn đúng loại laser cho dự án của bạn?
- Đối với dây chuyền sản xuất: Laser sợi quang thường là lựa chọn tốt nhất do hiệu suất cao, độ chính xác và khả năng xử lý kim loại và các vật liệu công nghiệp khác.
- Đối với doanh nghiệp nhỏ hoặc dự án tự làm: Máy laser CO2 hoặc laser diode có thể đủ dùng vì chúng có giá cả phải chăng hơn và phù hợp để khắc các vật liệu không phải kim loại như gỗ, acrylic và nhựa.
Laser xanh và Laser Yag là gì?
Laser xanh lá cây: Laser phát ra ánh sáng trong dải bước sóng xanh lá cây, thường khoảng 532 nm. Laser xanh lá cây có nhiều ứng dụng trong y học, hiển thị, chiếu sáng và nghiên cứu khoa học.
Laser YAG (Yttrium Aluminum Garnet): Laser thể rắn sử dụng tinh thể YAG làm môi trường khuếch đại, với bước sóng điển hình là 1064 nm trong dải hồng ngoại gần. Laser YAG được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng cắt công nghiệp, hàn, các thủ thuật y tế (ví dụ: nhãn khoa) và nghiên cứu khoa học nhờ công suất và chất lượng chùm tia cao.
Quy trình khắc laser trên kim loại là gì?
-
Laser Annealing – Ủ bằng laser
(Quá trình sử dụng tia laser để nung nóng bề mặt vật liệu đến một mức nhiệt xác định mà không làm bay hơi hoặc nóng chảy, nhằm thay đổi cấu trúc tinh thể và tạo màu hoặc cải thiện đặc tính cơ học.) -
Laser Engraving – Khắc sâu bằng laser
(Phương pháp sử dụng tia laser để loại bỏ vật liệu khỏi bề mặt, tạo rãnh hoặc vết lõm vĩnh viễn – thường có độ sâu rõ ràng.) -
Laser Etching – Khắc nông bằng laser
(Dạng khắc laser nông hơn, thường chỉ làm thay đổi bề mặt vật liệu bằng sự nóng chảy hoặc bay hơi rất mỏng – áp dụng nhiều cho kim loại phủ hoặc nhựa.) -
Laser Color Marking – Đánh dấu tạo màu bằng laser
(Kỹ thuật sử dụng các thông số laser đặc biệt – như xung, tần số, tốc độ – để tạo hiệu ứng màu trên bề mặt vật liệu, phổ biến trên thép không gỉ hoặc titan.) -
Laser Coating Removal Marking – Đánh dấu bằng cách bóc/lột lớp phủ bằng laser
(Sử dụng tia laser để loại bỏ lớp phủ trên bề mặt vật liệu – như sơn, anod – nhằm lộ ra lớp nền bên dưới để tạo hình ảnh hoặc văn bản.) -
Laser Hardening – Tôi cứng bằng laser
(Quá trình làm cứng bề mặt vật liệu bằng cách sử dụng nhiệt từ tia laser để thay đổi cấu trúc vi mô của kim loại, tăng độ bền và khả năng chịu mài mòn.)
Laser nào tốt nhất để khắc kim loại?
Laser sợi quang có hiệu quả cao trong ứng dụng khắc và đánh dấu kim loại và là lựa chọn tốt nhất.
Tia laser CO2 có thể khắc kim loại không?
Laser CO2 có thể khắc một số kim loại nhưng hiệu quả hạn chế. Khi tia laser CO2 chiếu vào bề mặt kim loại, phần lớn năng lượng bị phản xạ, khiến việc tạo ra đủ nhiệt trên kim loại để tạo dấu ấn lâu dài trở nên khó khăn. Laser CO2 chủ yếu được sử dụng để khắc và đánh dấu trên các vật liệu phi kim loại.
Có liên quan:
Liên hệ LASERMAN – Đơn vị tư vấn & cung cấp máy khắc laser chuyên nghiệp tại Việt Nam
Chúng tôi chuyên:
-
Tư vấn chọn loại laser phù hợp cho từng ứng dụng: sản xuất công nghiệp, đồ thủ công, khắc tem nhãn, linh kiện điện tử, thiết bị y tế, khắc logo thương hiệu, truy xuất nguồn gốc, v.v.
-
Cung cấp các dòng máy laser UV – Fiber – CO₂ – MOPA chính hãng, cấu hình đa dạng.
-
Hỗ trợ kỹ thuật, đào tạo vận hành, gia công mẫu thử và giải pháp tích hợp dây chuyền tự động.
📍 Địa chỉ: 25/31 Sơn Kỳ, P.Tân Sơn Nhì, TP.HCM
📞 Hotline: 0838.811.311 – 0838.811.911
🌐 Website: www.laserman.vn
🎥 TikTok: https://www.tiktok.com/@laserman.vn
Chủ Đề Bài Viết
