تعد تقنية وضع العلامات بالليزر واحدة من أكبر مجالات تطبيق المعالجة بالليزر. الوسم بالليزر هو طريقة وضع العلامات التي تستخدم ليزر عالي الكثافة لتشعيع قطعة العمل محليًا لتبخير المادة السطحية أو التسبب في تغير لون التفاعل الكيميائي، وبالتالي ترك علامة دائمة. يمكن أن تنتج العلامات بالليزر مجموعة متنوعة من الأحرف والرموز والأنماط، وما إلى ذلك، ويمكن أن يتراوح حجم الأحرف من ملليمتر إلى ميكرومتر، وهو أمر ذو أهمية خاصة لمكافحة تزييف المنتج.

مبدأ الترميز بالليزر

المبدأ الأساسي لوضع العلامات بالليزر هو أن شعاع الليزر المستمر عالي الطاقة يتم توليده بواسطة مولد ليزر، ويعمل الليزر المركز على مادة الطباعة لإذابة المواد السطحية أو حتى تبخيرها على الفور. ومن خلال التحكم بمسار الليزر على سطح المادة فإنه يشكل العلامات الرسومية المطلوبة.

ميزة واحدة

معالجة عدم التلامس، يمكن وضع علامة عليها على أي سطح ذو شكل خاص، لن تتشوه قطعة العمل وتولد ضغطًا داخليًا، مناسبة لوضع علامات على المعادن والبلاستيك والزجاج والسيراميك والخشب والجلود وغيرها من المواد.

الميزة الثانية

يمكن وضع علامة على جميع الأجزاء تقريبًا (مثل المكابس، وحلقات المكبس، والصمامات، ومقاعد الصمامات، وأدوات الأجهزة، والأدوات الصحية، والمكونات الإلكترونية، وما إلى ذلك)، وتكون العلامات مقاومة للتآكل، كما أن عملية الإنتاج سهلة لتحقيق الأتمتة، و الأجزاء المميزة لها تشوه قليل.

الميزة الثالثة

يتم استخدام طريقة المسح لوضع العلامات، أي أن شعاع الليزر يسقط على المرآتين، ويقوم محرك المسح الذي يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر بتشغيل المرايا على طول المحورين X وY على التوالي. بعد تركيز شعاع الليزر، فإنه يقع على قطعة العمل المميزة، وبالتالي يشكل علامة ليزر. يتعقب.

مزايا الترميز بالليزر

01

يشبه شعاع الليزر الرقيق للغاية بعد التركيز بالليزر أداة يمكنها إزالة المادة السطحية للجسم نقطة بنقطة. طبيعتها المتقدمة هي أن عملية وضع العلامات هي معالجة غير متصلة، ولا تنتج قذفًا ميكانيكيًا أو ضغطًا ميكانيكيًا، لذلك لن تلحق الضرر بالمادة المعالجة؛ ونظرًا لصغر حجم الليزر بعد التركيز، وصغر المنطقة المتأثرة بالحرارة، والمعالجة الدقيقة، يمكن إكمال بعض العمليات التي لا يمكن تحقيقها بالطرق التقليدية.

02

"الأداة" المستخدمة في المعالجة بالليزر هي نقطة الضوء المركزة. ليست هناك حاجة إلى معدات ومواد إضافية. طالما أن الليزر يمكن أن يعمل بشكل طبيعي، فيمكن معالجته بشكل مستمر لفترة طويلة. سرعة المعالجة بالليزر سريعة والتكلفة منخفضة. يتم التحكم في المعالجة بالليزر تلقائيًا بواسطة الكمبيوتر، ولا يلزم أي تدخل بشري أثناء الإنتاج.

03

إن نوع المعلومات التي يمكن أن يحددها الليزر يرتبط فقط بالمحتوى المصمم في الكمبيوتر. طالما أن نظام وضع العلامات على العمل الفني المصمم في الكمبيوتر يمكنه التعرف عليه، فإن آلة الوسم يمكنها استعادة معلومات التصميم بدقة على الناقل المناسب. ولذلك، فإن وظيفة البرنامج تحدد في الواقع وظيفة النظام إلى حد كبير.

في تطبيق الليزر في مجال SMT، يتم إجراء تتبع وضع العلامات بالليزر بشكل أساسي على ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ويكون تدمير الليزر ذو الأطوال الموجية المختلفة لطبقة إخفاء القصدير ثنائي الفينيل متعدد الكلور غير متناسق.

في الوقت الحاضر، تشمل أجهزة الليزر المستخدمة في التشفير بالليزر: ليزر الألياف، والليزر فوق البنفسجي، والليزر الأخضر، وليزر ثاني أكسيد الكربون. الليزر الأكثر استخدامًا في الصناعة هو ليزر الأشعة فوق البنفسجية وليزر ثاني أكسيد الكربون. تعتبر ألياف الليزر والليزر الأخضر أقل استخدامًا نسبيًا.

ليزر الألياف الضوئية

يشير الليزر النبضي الليفي إلى نوع من الليزر يتم إنتاجه باستخدام ألياف زجاجية مشبعة بعناصر أرضية نادرة (مثل الإيتربيوم) كوسيلة للكسب. لديها مستوى طاقة مضيئة غني جدًا. الطول الموجي لليزر الليفي النبضي هو 1064 نانومتر (مثل YAG، ولكن الفرق هو أن مادة عمل YAG هي النيوديميوم) (QCW، ليزر الألياف المستمر له طول موجي نموذجي 1060-1080 نانومتر، على الرغم من أن QCW هو أيضًا ليزر نابض، ولكن نبضه آلية التوليد مختلفة تمامًا، والطول الموجي مختلف أيضًا)، فهو ليزر قريب من الأشعة تحت الحمراء. يمكن استخدامه لوضع علامات على المواد المعدنية وغير المعدنية بسبب معدل الامتصاص العالي.

وتتم العملية باستخدام التأثير الحراري لليزر على المادة، أو عن طريق تسخين وتبخير المادة السطحية لكشف طبقات عميقة ذات ألوان مختلفة، أو عن طريق تسخين التغيرات الفيزيائية المجهرية على سطح المادة (مثل بعض النانومترات، (عشرة نانومتر) ستنتج الثقوب الدقيقة الصفية تأثير الجسم الأسود، ويمكن أن ينعكس الضوء بشكل قليل جدًا مما يجعل المادة تبدو سوداء داكنة) وسيتغير أدائها الانعكاسي بشكل كبير، أو من خلال بعض التفاعلات الكيميائية التي تحدث عند تسخينها بواسطة الطاقة الضوئية سيعرض المعلومات المطلوبة مثل الرسومات والأحرف ورموز QR.

ليزر الأشعة فوق البنفسجية

الليزر فوق البنفسجي هو ليزر ذو طول موجي قصير. بشكل عام، يتم استخدام تقنية مضاعفة التردد لتحويل ضوء الأشعة تحت الحمراء (1064 نانومتر) المنبعث من ليزر الحالة الصلبة إلى ضوء فوق بنفسجي 355 نانومتر (تردد ثلاثي) و266 نانومتر (تردد رباعي). طاقة الفوتون الخاصة بها كبيرة جدًا، ويمكن أن تتطابق مع مستويات الطاقة لبعض الروابط الكيميائية (الروابط الأيونية، والروابط التساهمية، والروابط المعدنية) لجميع المواد الموجودة في الطبيعة تقريبًا، وتكسر الروابط الكيميائية مباشرة، مما يتسبب في خضوع المادة لتفاعلات كيميائية ضوئية دون وضوح. التأثيرات الحرارية (النواة، مستويات معينة من طاقة الإلكترونات الداخلية يمكنها امتصاص فوتونات الأشعة فوق البنفسجية، ومن ثم نقل الطاقة من خلال اهتزاز الشبكة، مما يؤدي إلى تأثير حراري، لكنه ليس واضحا)، والذي ينتمي إلى "العمل البارد". نظرًا لعدم وجود تأثير حراري واضح، لا يمكن استخدام الليزر فوق البنفسجي في اللحام، ويستخدم بشكل عام لوضع العلامات والقطع الدقيق.

يتم تحقيق عملية وضع العلامات فوق البنفسجية باستخدام التفاعل الكيميائي الضوئي بين ضوء الأشعة فوق البنفسجية والمادة لإحداث تغيير في اللون. استخدام المعلمات المناسبة يمكن أن يتجنب تأثير الإزالة الواضح على سطح المادة، وبالتالي يمكن وضع علامة على الرسومات والشخصيات دون لمس واضح.

على الرغم من أن الليزر فوق البنفسجي يمكنه وضع علامة على كل من المعادن وغير المعادن، إلا أنه بسبب عوامل التكلفة، يتم استخدام ليزر الألياف بشكل عام لوضع علامة على المواد المعدنية، بينما يتم استخدام الليزر فوق البنفسجي لوضع علامة على المنتجات التي تتطلب جودة سطحية عالية ويصعب تحقيقها باستخدام ثاني أكسيد الكربون، مما يشكل طبقة تطابق عالي ومنخفض مع ثاني أكسيد الكربون.

الليزر الأخضر

الليزر الأخضر هو أيضًا ليزر ذو طول موجي قصير. بشكل عام، يتم استخدام تقنية مضاعفة التردد لتحويل ضوء الأشعة تحت الحمراء (1064 نانومتر) المنبعث من الليزر الصلب إلى ضوء أخضر عند 532 نانومتر (تردد مزدوج). الليزر الأخضر هو ضوء مرئي والليزر فوق البنفسجي هو ضوء غير مرئي. . يحتوي الليزر الأخضر على طاقة فوتون كبيرة، وخصائص المعالجة الباردة الخاصة به تشبه إلى حد كبير الأشعة فوق البنفسجية، ويمكنه تشكيل مجموعة متنوعة من التحديدات باستخدام الليزر فوق البنفسجي.

عملية وضع العلامات بالضوء الأخضر هي نفس عملية الليزر فوق البنفسجي، والتي تستخدم التفاعل الكيميائي الضوئي بين الضوء الأخضر والمادة لإحداث تغيير في اللون. استخدام المعلمات المناسبة يمكن أن يتجنب تأثير الإزالة الواضح على سطح المادة، لذلك يمكن وضع علامة على النموذج دون لمس واضح. كما هو الحال مع الأحرف، توجد بشكل عام طبقة إخفاء من القصدير على سطح PCB، والتي عادةً ما تحتوي على العديد من الألوان. يستجيب الليزر الأخضر بشكل جيد، والرسومات المميزة واضحة وحساسة للغاية.

ليزر ثاني أكسيد الكربون

ثاني أكسيد الكربون هو ليزر غازي شائع الاستخدام يتمتع بمستويات طاقة مضيئة وفيرة. الطول الموجي النموذجي لليزر هو 9.3 و10.6 ميكرون. إنه ليزر يعمل بالأشعة تحت الحمراء البعيدة بقدرة إخراج مستمرة تصل إلى عشرات الكيلووات. عادةً ما يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون منخفض الطاقة لإكمال عملية وضع العلامات العالية على الجزيئات والمواد غير المعدنية الأخرى. بشكل عام، نادرًا ما يتم استخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون لوضع علامات على المعادن، لأن معدل امتصاص المعادن منخفض جدًا (يمكن استخدام ثاني أكسيد الكربون عالي الطاقة لقطع ولحام المعادن. نظرًا لمعدل الامتصاص ومعدل التحويل الكهروضوئي والمسار البصري والصيانة وعوامل أخرى، وقد تم استخدامه تدريجيا من قبل الليزر الألياف).

تتم عملية وضع العلامات بثاني أكسيد الكربون باستخدام التأثير الحراري لليزر على المادة، أو عن طريق تسخين وتبخير المادة السطحية لكشف طبقات عميقة من المواد الملونة المختلفة، أو عن طريق تسخين الطاقة الضوئية للتغيرات الفيزيائية المجهرية على سطح المادة إلى جعلها عاكسة تحدث تغيرات كبيرة، أو تفاعلات كيميائية معينة تحدث عند تسخينها بواسطة الطاقة الضوئية، ويتم عرض الرسومات والحروف والأكواد ثنائية الأبعاد وغيرها من المعلومات المطلوبة.

يستخدم ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل عام في المكونات الإلكترونية، والأجهزة، والملابس، والجلود، والحقائب، والأحذية، والأزرار، والنظارات، والأدوية، والأغذية، والمشروبات، ومستحضرات التجميل، والتغليف، والمعدات الكهربائية وغيرها من المجالات التي تستخدم مواد البوليمر.

الترميز بالليزر على مواد ثنائي الفينيل متعدد الكلور

ملخص التحليل المدمر

يستخدم كل من ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون التأثير الحراري لليزر على المادة لتحقيق تأثير الوسم، مما يؤدي بشكل أساسي إلى تدمير سطح المادة لتشكيل تأثير الرفض، وتسريب لون الخلفية، وتشكيل انحراف لوني؛ بينما يستخدم الليزر فوق البنفسجي والليزر الأخضر الليزر في التفاعل الكيميائي للمادة يتسبب في تغيير لون المادة، ومن ثم لا ينتج تأثير الرفض، مما يشكل رسومات وشخصيات دون لمس واضح.