1. Πρόβλημα: Πιτσιλίσματα σκωρίας
Η μηχανή σήμανσης λέιζερ (μηχανή σήμανσης λέιζερ) είναι μια δέσμη λέιζερ στην επιφάνεια μιας ποικιλίας διαφορετικών ουσιών σε ένα μόνιμο σημάδι. Το αποτέλεσμα της σήμανσης είναι να αποκαλύψει το βαθύ υλικό μέσω της εξάτμισης του επιφανειακού υλικού, έτσι ώστε να χαραχθούν λεπτά σχέδια, εμπορικά σήματα και κείμενο. Η μηχανή σήμανσης λέιζερ χωρίζεται κυρίως σε μηχανή σήμανσης λέιζερ CO2, μηχανή σήμανσης λέιζερ ημιαγωγών, μηχανή σήμανσης λέιζερ ινών και μηχανή σήμανσης λέιζερ YAG. Η μηχανή σήμανσης λέιζερ χρησιμοποιείται κυρίως σε ορισμένες απαιτήσεις για πιο λεπτές, υψηλότερης ακρίβειας περιπτώσεις. Χρησιμοποιείται σε ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC), ηλεκτρικές συσκευές, επικοινωνία κινητών τηλεφώνων, προϊόντα υλικού, αξεσουάρ εργαλείων, όργανα ακριβείας, γυαλιά και ρολόγια, κοσμήματα, ανταλλακτικά αυτοκινήτων, πλαστικά κλειδιά, οικοδομικά υλικά, σωλήνες PVC.
Αυτό το άρθρο σας οδηγεί σε μια γρήγορη κατανόηση της μηχανής σήμανσης με λέιζερ ινών mopa
1. Η διαφορά μεταξύ διαμόρφωσης Q και τεχνολογίας MOPA σε λέιζερ οπτικών ινών
Οι δύο κύριοι τύποι παλμικών λέιζερ οπτικών ινών που κυκλοφορούν σήμερα στην αγορά για εφαρμογές σήμανσης λέιζερ είναι η τεχνολογία Q-modulated και η τεχνολογία MOPA, η οποία είναι μια δομή λέιζερ που αποτελείται από έναν ταλαντωτή λέιζερ σε συνδυασμό με έναν ενισχυτή. Στη βιομηχανία, το λέιζερ MOPA αναφέρεται σε ένα μοναδικό, πιο «έξυπνο» νανοδευτερολέπτου παλμικό λέιζερ οπτικών ινών που αποτελείται από μια πηγή σπόρων λέιζερ ημιαγωγών που κινείται από έναν ηλεκτρικό παλμό και έναν ενισχυτή οπτικών ινών. Η «νοημοσύνη» του αντικατοπτρίζεται κυρίως στο πλάτος παλμού εξόδου που ρυθμίζεται ανεξάρτητα (το εύρος μπορεί να είναι έως 2ns-500ns) και η συχνότητα επανάληψης μπορεί να είναι έως και megahertz. Η δομή πηγής σπόρων λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q εισάγεται στον διαμορφωτή απώλειας κοιλότητας ταλάντωσης οπτικών ινών, ρυθμίζοντας περιοδικά την οπτική απώλεια στην κοιλότητα συντονισμού για να παράγει ένα ορισμένο πλάτος παλμού νανοδευτερολέπτου εξόδου παλμικού φωτός. Για αυτό το συχνά ανησυχητικό πρόβλημα, θα κάνουμε μια σύντομη ανάλυση από τρεις πτυχές: εσωτερική δομή λέιζερ, οπτικές παραμέτρους εξόδου και σενάρια εφαρμογής.
2. Εσωτερική δομή λέιζερ
Η εσωτερική δομή των λέιζερ οπτικών ινών MOPA και των λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q διαφέρει κυρίως στον τρόπο παραγωγής του σήματος παλμικού φωτός σποράς, το οποίο παράγεται από τον ηλεκτρικό παλμό που οδηγεί το τσιπ λέιζερ ημιαγωγών, δηλαδή το σήμα εξόδου φωτός διαμορφώνεται από το ηλεκτρικό σήμα οδήγησης, επομένως υπάρχει μεγάλη ευελιξία για τη δημιουργία διαφορετικών παραμέτρων παλμού (πλάτος παλμού, συχνότητα επανάληψης, κυματομορφή και ισχύς παλμού, κ.λπ.). Το παλμικό οπτικό σήμα σποράς του λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q παράγεται αυξάνοντας ή μειώνοντας περιοδικά την οπτική απώλεια στην κοιλότητα συντονισμού για να παραχθεί μια παλμική οπτική έξοδος, η οποία είναι απλή στη δομή και πιο συμφέρουσα στην τιμή. Ωστόσο, οι παράμετροι παλμού περιορίζονται κάπως από τις συσκευές με διαμόρφωση Q και άλλες επιρροές.
Η αρχή της εσωτερικής δομής του λέιζερ ινών MOPA και του λέιζερ ινών με διαμόρφωση Q παρουσιάζεται σχηματικά ως εξής.
3. Οπτικές παράμετροι εξόδου
Το πλάτος παλμού εξόδου του λέιζερ ινών MOPA είναι ανεξάρτητα ρυθμιζόμενο. Το πλάτος παλμού του λέιζερ ινών MOPA έχει αυθαίρετη δυνατότητα ρύθμισης (εύρος 2ns έως 500 ns).
Όσο στενότερο είναι το πλάτος του παλμού, τόσο μικρότερη είναι η περιοχή που επηρεάζεται από τη θερμότητα και τόσο υψηλότερη είναι η ακρίβεια επεξεργασίας που μπορεί να επιτευχθεί.
Το πλάτος παλμού εξόδου του λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q δεν είναι ρυθμιζόμενο και το πλάτος παλμού εξάγεται γενικά σε σταθερή τιμή από 80 ns έως 140 ns. Το λέιζερ οπτικών ινών MOPA έχει ευρύτερο φάσμα επαναλαμβανόμενων συχνοτήτων. Τα λέιζερ MOPA μπορούν να φτάσουν σε υψηλή συχνότητα εξόδου MHz. Η υψηλή συχνότητα επανάληψης σημαίνει υψηλή απόδοση επεξεργασίας και το MOPA μπορεί να διατηρήσει υψηλά χαρακτηριστικά μέγιστης ισχύος υπό συνθήκες υψηλής συχνότητας επανάληψης. Τα λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q περιορίζονται από τις συνθήκες λειτουργίας του διακόπτη Q και έχουν στενό εύρος συχνοτήτων εξόδου, φτάνοντας μόνο τα ~100 kHz σε υψηλές συχνότητες.
4. Σενάρια Εφαρμογής
Το λέιζερ οπτικών ινών MOPA έχει ένα ευρύ φάσμα παραμέτρων, επομένως εκτός από την κάλυψη συμβατικών εφαρμογών επεξεργασίας λέιζερ νανοδευτερολέπτων, μπορεί επίσης να επωφεληθεί από το μοναδικό στενό πλάτος παλμού, την υψηλή επανασυχνότητα και την υψηλή μέγιστη ισχύ για να επιτύχει ορισμένες μοναδικές εφαρμογές επεξεργασίας ακριβείας. Για παράδειγμα.
Εφαρμογές απογύμνωσης επιφανειών από λεπτό φύλλο οξειδίου του αργιλίου
Τώρα, τα πιο λεπτά και ελαφριά ηλεκτρονικά προϊόντα, πολλά κινητά τηλέφωνα, tablet, υπολογιστές χρησιμοποιούν λεπτό οξείδιο του αργιλίου ως κέλυφος του προϊόντος. Η χρήση λέιζερ με διαμόρφωση Q στη λεπτή πλάκα αλουμινίου για τη σήμανση αγώγιμων κομματιών, οδηγεί εύκολα σε παραμόρφωση του υλικού, με αποτέλεσμα το πίσω μέρος της κυρτής συσκευασίας να επηρεάζει άμεσα την εμφάνιση της ομορφιάς. Και η χρήση λέιζερ MOPA με μικρότερες παραμέτρους πλάτους παλμού, μπορεί να κάνει το υλικό να μην παραμορφώνεται εύκολα, με αποτέλεσμα να είναι επίσης πιο λεπτό, φωτεινό λευκό. Αυτό συμβαίνει επειδή το λέιζερ MOPA χρησιμοποιεί μικρές παραμέτρους πλάτους παλμού που μπορούν να κάνουν το λέιζερ να παραμένει στο υλικό για μικρότερο χρονικό διάστημα, αλλά έχει επίσης αρκετά υψηλή ενέργεια για να αφαιρέσει το στρώμα ανόδου, επομένως για την επεξεργασία ανόδου με λεπτό οξείδιο του αργιλίου, το λέιζερ MOPA είναι μια καλύτερη επιλογή.
Εφαρμογή μαυρίσματος ανοδιωμένου αλουμινίου
Χρησιμοποιώντας λέιζερ για την επισήμανση μαύρου λογότυπου, αριθμού μοντέλου, κειμένου κ.λπ. στην επιφάνεια ανοδιωμένου υλικού αλουμινίου, αυτή η εφαρμογή έχει σταδιακά χρησιμοποιηθεί ευρέως από την Apple, Huawei, ZTE, Lenovo, Meizu και άλλους κατασκευαστές ηλεκτρονικών ειδών τα τελευταία δύο χρόνια για την επισήμανση του λογότυπου, του αριθμού μοντέλου κ.λπ. με μαύρα σημάδια στο κέλυφος ηλεκτρονικών προϊόντων. Για αυτό το είδος εφαρμογής, μόνο το λέιζερ MOPA μπορεί να το επεξεργαστεί προς το παρόν. Καθώς το λέιζερ MOPA έχει ένα ευρύ φάσμα ρύθμισης πλάτους παλμού και συχνότητας παλμού, η χρήση στενού πλάτους παλμού, οι παράμετροι υψηλής συχνότητας μπορούν να επισημανθούν στην επιφάνεια του υλικού με μαύρο εφέ, μέσω διαφορετικών συνδυασμών παραμέτρων μπορούν επίσης να επισημανθούν με διαφορετικό εφέ κλίμακας του γκρι.
Σήμανση με έγχρωμο λέιζερ
Η έγχρωμη σήμανση με λέιζερ είναι ένας νέος τύπος διαδικασίας σήμανσης με λέιζερ. Προς το παρόν, αυτή η τεχνολογία είναι προσωρινά μόνο σήμανση με λέιζερ MOPA σε ανοξείδωτο χάλυβα, χρώμιο, τιτάνιο και άλλα μεταλλικά υλικά με χρωματικά μοτίβα. Κατά την αναπαραγωγή χρώματος σε υλικά από ανοξείδωτο χάλυβα, η δέσμη λέιζερ μπορεί να ρυθμιστεί για να αλλάξει το χρώμα του επιφανειακού στρώματος των αλλαγών του υλικού, έτσι ώστε να επιτευχθεί το διακοσμητικό αποτέλεσμα διαφορετικών χρωμάτων. Για τη βιομηχανία προϊόντων ανοξείδωτου χάλυβα, μπορείτε να προσθέσετε το χρώμα του μοτίβου σήμανσης, μπορείτε να επεξεργαστείτε μια ποικιλία μοτίβων κειμένου όπως επιθυμείτε, βολικό και εύκολο στη χρήση: προστασία του περιβάλλοντος και μη ρύπανση. ταχύτητα σήμανσης, μπορεί να ενισχύσει σημαντικά την προστιθέμενη αξία των προϊόντων ανοξείδωτου χάλυβα, ενισχύοντας την ανταγωνιστικότητα της αγοράς προϊόντων ανοξείδωτου χάλυβα. Προσθήκη προστιθέμενης αξίας στο προϊόν.
Γενικά, το πλάτος και η συχνότητα παλμού του λέιζερ οπτικών ινών MOPA ρυθμίζονται ανεξάρτητα και υπάρχει ένα μεγάλο εύρος ρυθμιζόμενων παραμέτρων, επομένως η επεξεργασία έχει λεπτό, χαμηλό θερμικό αποτέλεσμα, στη λεπτή πλάκα σήμανσης οξειδίου του αργιλίου, στο μαύρο ανοδιωμένο αλουμίνιο, στο χρώμα ανοξείδωτου χάλυβα κ.λπ., τα πλεονεκτήματα της εξαιρετικής ποιότητας, μπορούν να επιτύχουν το αποτέλεσμα του λέιζερ οπτικών ινών Q που δεν μπορεί να επιτευχθεί. Το λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q χαρακτηρίζεται από ισχυρότερη σήμανση και έχει ορισμένα πλεονεκτήματα στην επεξεργασία βαθιάς χάραξης μετάλλων, αλλά το αποτέλεσμα σήμανσης είναι πιο τραχύ. Σε κοινές εφαρμογές σήμανσης, τα κύρια χαρακτηριστικά των λέιζερ οπτικών ινών παλμών MOPA σε σύγκριση με τα λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. Οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν το σωστό λέιζερ ανάλογα με τις πραγματικές ανάγκες των υλικών και των εφέ σήμανσης.
| Όνομα εφαρμογής | Q-διαμορφωμένα λέιζερ | Λέιζερ MOPA |
| Απογύμνωση επιφάνειας φύλλου οξειδίου αργιλίου | Το υπόστρωμα παραμορφώνεται εύκολα, σχηματίζοντας κυρτές σακούλες και τραχιές γραμμές πυθμένα | Μικρό πλάτος παλμού, μικρό θερμικό υπόλειμμα, καμία παραμόρφωση του υποστρώματος, λεπτό και φωτεινό λευκό μοτίβο βάσης |
| Μαύρισμα από ανοδιωμένο αλουμίνιο | Μόνο μια περιορισμένη ποσότητα ποιοτικού ξεσκονίσματος είναι δυνατή | Μέσω μιας ευρείας γκάμας ρυθμίσεων παραμέτρων, μπορείτε να επισημάνετε διαφορετικές αποχρώσεις του γκρι και του μαύρου σε μαύρο χρώμα. |
| Βαθιά χάραξη μετάλλου | Ισχυρό, κατάλληλο για βαθύ σκάλισμα, τραχύ υποσκάψιμο | Αδύναμο βάθος χάραξης, αλλά λεπτή υπογράμμιση, μικρή κωνικότητα, μπορεί να κάνει φωτεινή λευκή επεξεργασία |
| Χρώμα ανοξείδωτου χάλυβα | Χρειάζεται να είναι εκτός εστίασης, το αποτέλεσμα είναι πιο δύσκολο να ρυθμιστεί | Μπορεί να αναπαράγει μια ποικιλία χρωμάτων ρυθμίζοντας το πλάτος παλμού και τον συνδυασμό συχνότητας |
| ABS και άλλη πλαστική επεξεργασία | Εύκολο κιτρίνισμα, βαριά αίσθηση, γρήγορο | Δεν έχει αίσθηση, δεν κιτρινίζει εύκολα, λεπτή επεξεργασία |
| Αφαίρεση βαφής από ημιδιαφανή πλαστικά κλειδιά | Πιο δύσκολο να αφαιρεθεί | Εύκολη αφαίρεση καθαρού, καθαρού περιγράμματος ακμών, καλύτερη μετάδοση φωτός, υψηλή απόδοση |
| Πλακέτα PCB σήμανση γραμμωτού κώδικα, 2D κώδικας | Υψηλή ενέργεια ενός παλμού, αλλά η εποξειδική ρητίνη είναι ευαίσθητη στην ενέργεια λέιζερ | Υιοθετήστε μικρό πλάτος παλμού, μέση συχνότητα, γραμμωτό κώδικα, 2D κώδικα πιο καθαρό, δεν είναι εύκολο να αφαιρεθεί και εύκολο να σαρωθεί |
5. Χαρακτηριστικά απόδοσης της μηχανής σήμανσης λέιζερ MOPA
Η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA ανήκει στην κατηγορία των μηχανών σήμανσης λέιζερ. Η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA χρησιμοποιεί λέιζερ ημιαγωγών άμεσης ηλεκτρικά διαμορφωμένης διαμόρφωσης ως σχήμα πηγής σπόρων (MOPA) λέιζερ οπτικών ινών. Σε σύγκριση με το λέιζερ οπτικών ινών με διαμόρφωση Q, η συχνότητα παλμού και το πλάτος παλμού του λέιζερ οπτικών ινών MOPA ελέγχονται ανεξάρτητα, μέσω δύο παραμέτρων λέιζερ που ρυθμίζονται. Το σύστημα ταλαντωτή σάρωσης υψηλής ταχύτητας επιτρέπει σταθερή υψηλή μέγιστη ισχύ εξόδου και ευρύτερο φάσμα υποστρωμάτων προς σήμανση. Με δέσμη λέιζερ υψηλής ποιότητας, χαμηλό κόστος χρήσης, 100.000 ώρες χωρίς συντήρηση, κατάλληλο για μαύρο οξείδιο του αργιλίου, χρώμα ανοξείδωτου χάλυβα 304, ανόδου απογύμνωσης, επίστρωση απογύμνωσης, βιομηχανία ημιαγωγών και ηλεκτρονικών, σήμανση πλαστικών και άλλων ευαίσθητων υλικών και βιομηχανία πλαστικών σωλήνων PVC, σηματοδοτώντας την προστασία του περιβάλλοντος σύμφωνα με τα πρότυπα ROHS.
Σε σύγκριση με τη γενική μηχανή σήμανσης λέιζερ, η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA M1 έχει πλάτος παλμού 4-200ns, πλάτος παλμού M6 2-200ns. Το πλάτος παλμού της συνηθισμένης μηχανής σήμανσης λέιζερ είναι 118-126ns, επομένως μπορείτε να δείτε ότι το πλάτος παλμού της μηχανής σήμανσης λέιζερ MOPA μπορεί να ρυθμιστεί σε ευρύτερο εύρος, ώστε να κατανοήσετε γιατί ορισμένα προϊόντα που χρησιμοποιούν συνηθισμένη μηχανή σήμανσης λέιζερ ινών δεν μπορούν να επιτύχουν το αποτέλεσμα, αλλά η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA μπορεί να το κάνει.
Ωστόσο, πολλοί πελάτες αγοράζουν μηχανές σήμανσης λέιζερ MOPA αναμένοντας την ίδια ταχύτητα επεξεργασίας με τις συνηθισμένες μηχανές σήμανσης λέιζερ ινών, αλλά αυτό προφανώς δεν ισχύει. Οι δύο τεχνολογίες είναι διαφορετικές. Κατά την χάραξη χρωματικών εφέ, η μηχανή πρέπει να σημαδεύει με ελάχιστα εφέ σκίασης σε υψηλές συχνότητες, γεγονός που επιτρέπει χάραξη υψηλής ανάλυσης, αλλά ταυτόχρονα η ταχύτητα χάραξης είναι σχετικά πολύ πιο αργή. Επιπλέον, στη χάραξη βάθους μετάλλου, η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA μπορεί να μην έχει το πλεονέκτημα, επειδή δεν υπάρχει πλεονέκτημα στην ενέργεια ενός παλμού, αλλά το αποτέλεσμα είναι λεπτό και καλύτερο από τη γενική μηχανή σήμανσης λέιζερ σε μεγάλη κλίμακα. Επομένως, πριν οι πελάτες επιλέξουν να αγοράσουν μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA, πρέπει να κατανοήσουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτού του τύπου μηχανής σήμανσης λέιζερ.
Η μηχανή σήμανσης λέιζερ MOPA είναι κατάλληλη για τη λεπτή διαδικασία σήμανσης μεταλλικών και μη μεταλλικών υλικών, όπως ψηφιακή χάραξη λέιζερ σε μαύρο χρώμα για εξαρτήματα προϊόντων, πίσω κάλυμμα κινητού τηλεφώνου, IPAD, μαύρο αλουμίνιο, κλειδιά κινητού τηλεφώνου, πλαστικά διαφανή κλειδιά, ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC), ηλεκτρικές συσκευές, προϊόντα επικοινωνίας, είδη υγιεινής μπάνιου, αξεσουάρ εργαλείων, εργαλεία κοπής, γυαλιά και ρολόγια, κοσμήματα, ανταλλακτικά αυτοκινήτου, αποσκευές και τσάντες, μαγειρικά σκεύη, προϊόντα ανοξείδωτου χάλυβα και άλλες βιομηχανίες.
Η εταιρεία αυτοματισμού λέιζερ Maven επικεντρώνεται στη βιομηχανία λέιζερ εδώ και 14 χρόνια, ειδικευόμαστε στη σήμανση με λέιζερ, διαθέτουμε μηχανή σήμανσης με λέιζερ ινών, μηχανή σήμανσης με λέιζερ CO2, μηχανή σήμανσης με λέιζερ UV, επιπλέον, διαθέτουμε επίσης μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ, μηχανή κοπής με λέιζερ και μηχανή καθαρισμού με λέιζερ, αν ενδιαφέρεστε για τα μηχανήματά μας, μπορείτε να μας ακολουθήσετε και να επικοινωνήσετε μαζί μας.
Ώρα δημοσίευσης: 15 Νοεμβρίου 2022
