เทคโนโลยีการมาร์กด้วยเลเซอร์เป็นหนึ่งในขอบเขตการใช้งานที่ใหญ่ที่สุดในการประมวลผลด้วยเลเซอร์ การมาร์กด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการมาร์กที่ใช้เลเซอร์ความหนาแน่นพลังงานสูงในการฉายรังสีชิ้นงานเฉพาะจุดเพื่อทำให้วัสดุพื้นผิวกลายเป็นไอ หรือทำให้ปฏิกิริยาทางเคมีเปลี่ยนสี จึงทำให้เกิดรอยถาวร การมาร์กด้วยเลเซอร์สามารถสร้างตัวอักษร สัญลักษณ์ และรูปแบบ ฯลฯ ได้หลากหลาย และขนาดของตัวอักษรอาจมีตั้งแต่มิลลิเมตรถึงไมโครเมตร ซึ่งมีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับการต่อต้านการปลอมแปลงผลิตภัณฑ์

หลักการเข้ารหัสด้วยเลเซอร์

หลักการพื้นฐานของการมาร์กด้วยเลเซอร์คือลำแสงเลเซอร์ต่อเนื่องพลังงานสูงถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดเลเซอร์ และเลเซอร์ที่โฟกัสจะทำหน้าที่บนวัสดุการพิมพ์เพื่อละลายหรือทำให้วัสดุพื้นผิวกลายเป็นไอในทันที โดยการควบคุมเส้นทางของเลเซอร์บนพื้นผิวของวัสดุ ทำให้เกิดเครื่องหมายกราฟิกที่ต้องการ

คุณลักษณะหนึ่ง

การประมวลผลแบบไม่สัมผัสสามารถทำเครื่องหมายบนพื้นผิวที่มีรูปทรงพิเศษใดๆ ชิ้นงานจะไม่เปลี่ยนรูปและสร้างความเค้นภายใน เหมาะสำหรับการทำเครื่องหมายโลหะ พลาสติก แก้ว เซรามิก ไม้ หนัง และวัสดุอื่นๆ

คุณลักษณะที่สอง

เกือบทุกชิ้นส่วน (เช่นลูกสูบ แหวนลูกสูบ วาล์ว บ่าวาล์ว เครื่องมือฮาร์ดแวร์ เครื่องสุขภัณฑ์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ฯลฯ ) สามารถทำเครื่องหมายได้ และเครื่องหมายมีความทนทานต่อการสึกหรอ กระบวนการผลิตเป็นเรื่องง่ายที่จะตระหนักถึงระบบอัตโนมัติ และ ชิ้นส่วนที่ทำเครื่องหมายไว้มีการเสียรูปเล็กน้อย

คุณสมบัติสาม

วิธีการสแกนใช้ในการทำเครื่องหมาย กล่าวคือ ลำแสงเลเซอร์ตกกระทบบนกระจกทั้งสองบาน และมอเตอร์การสแกนที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์จะขับเคลื่อนกระจกให้หมุนไปตามแกน X และ Y ตามลำดับ หลังจากที่ลำแสงเลเซอร์ถูกโฟกัส มันก็จะตกลงบนชิ้นงานที่ทำเครื่องหมายไว้ และก่อให้เกิดการมาร์กด้วยเลเซอร์ ติดตาม.

ข้อดีของการเข้ารหัสด้วยเลเซอร์

01

ลำแสงเลเซอร์ที่บางมากหลังจากการโฟกัสด้วยเลเซอร์นั้นเปรียบเสมือนเครื่องมือที่สามารถเอาวัสดุพื้นผิวของวัตถุออกทีละจุด ลักษณะขั้นสูงของมันคือกระบวนการมาร์กเป็นการประมวลผลแบบไม่สัมผัส ซึ่งไม่ทำให้เกิดการอัดขึ้นรูปทางกลหรือความเค้นเชิงกล ดังนั้นจึงไม่สร้างความเสียหายให้กับชิ้นงานที่ผ่านการประมวลผล เนื่องจากเลเซอร์มีขนาดเล็กหลังจากการโฟกัส พื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อย และการประมวลผลที่ละเอียด กระบวนการบางอย่างที่ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการแบบเดิมๆ จึงสามารถทำได้สำเร็จ

02

“เครื่องมือ” ที่ใช้ในการประมวลผลด้วยเลเซอร์คือจุดไฟที่โฟกัส ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์และวัสดุเพิ่มเติม ตราบใดที่เลเซอร์สามารถทำงานได้ตามปกติ ก็สามารถประมวลผลได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ความเร็วในการประมวลผลด้วยเลเซอร์รวดเร็วและต้นทุนต่ำ คอมพิวเตอร์ควบคุมการประมวลผลด้วยเลเซอร์โดยอัตโนมัติ และไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงจากมนุษย์ในระหว่างการผลิต

03

ข้อมูลประเภทใดที่เลเซอร์สามารถทำเครื่องหมายได้นั้นเกี่ยวข้องกับเนื้อหาที่ออกแบบในคอมพิวเตอร์เท่านั้น ตราบใดที่ระบบการมาร์กอาร์ตเวิร์คที่ออกแบบในคอมพิวเตอร์สามารถจดจำได้ เครื่องมาร์กกิ้งก็สามารถเรียกคืนข้อมูลการออกแบบบนพาหะที่เหมาะสมได้อย่างถูกต้อง ดังนั้นฟังก์ชันของซอฟต์แวร์จึงเป็นตัวกำหนดฟังก์ชันของระบบในระดับสูงจริงๆ

ในการใช้งานเลเซอร์ในสนาม SMT การตรวจสอบย้อนกลับของการมาร์กด้วยเลเซอร์นั้นส่วนใหญ่ดำเนินการบน PCB และการทำลายล้างของเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นต่างกันไปยังชั้นกำบังดีบุก PCB นั้นไม่สอดคล้องกัน

ในปัจจุบัน เลเซอร์ที่ใช้ในการเข้ารหัสด้วยเลเซอร์ ได้แก่ ไฟเบอร์เลเซอร์ เลเซอร์อัลตราไวโอเลต เลเซอร์สีเขียว และเลเซอร์ CO2 เลเซอร์ที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ได้แก่ เลเซอร์ UV และเลเซอร์ CO2 ไฟเบอร์เลเซอร์และเลเซอร์สีเขียวมีการใช้ค่อนข้างน้อย

เลเซอร์ไฟเบอร์ออปติก

ไฟเบอร์พัลส์เลเซอร์หมายถึงเลเซอร์ชนิดหนึ่งที่ผลิตขึ้นโดยใช้ใยแก้วเจือด้วยธาตุหายาก (เช่น อิตเทอร์เบียม) เป็นตัวกลางที่ได้รับ มีระดับพลังงานส่องสว่างที่เข้มข้นมาก ความยาวคลื่นของเลเซอร์ไฟเบอร์แบบพัลซิ่งคือ 1,064 นาโนเมตร (เช่นเดียวกับ YAG แต่ความแตกต่างคือวัสดุการทำงานของ YAG คือนีโอไดเมียม) (QCW เลเซอร์ไฟเบอร์แบบต่อเนื่องมีความยาวคลื่นโดยทั่วไปที่ 1,060-1,080 นาโนเมตร แม้ว่า QCW จะเป็นเลเซอร์แบบพัลซิ่งเช่นกัน แต่ก็มีพัลส์ของมัน กลไกการสร้างแตกต่างอย่างสิ้นเชิงและความยาวคลื่นก็แตกต่างกัน) เป็นเลเซอร์อินฟราเรดใกล้ สามารถใช้มาร์กวัสดุที่เป็นโลหะและอโลหะได้เนื่องจากมีอัตราการดูดซึมสูง

กระบวนการนี้ทำได้โดยการใช้เอฟเฟกต์ความร้อนของเลเซอร์บนวัสดุ หรือโดยการให้ความร้อนและทำให้วัสดุพื้นผิวกลายเป็นไอเพื่อให้เห็นชั้นลึกที่มีสีต่างกัน หรือโดยการให้ความร้อนกับการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระดับจุลภาคบนพื้นผิวของวัสดุ (เช่น นาโนเมตรบางตัว 10 นาโนเมตร) รูไมโครเกรดจะทำให้เกิดเอฟเฟกต์วัตถุสีดำ และแสงจะสะท้อนได้น้อยมาก ทำให้วัสดุปรากฏเป็นสีดำเข้ม) และประสิทธิภาพการสะท้อนแสงจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ หรือผ่านปฏิกิริยาเคมีบางอย่างที่เกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อนด้วยพลังงานแสง โดยจะแสดงข้อมูลที่จำเป็น เช่น กราฟิก ตัวอักษร และรหัส QR

เลเซอร์ยูวี

เลเซอร์อัลตราไวโอเลตเป็นเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้น โดยทั่วไป เทคโนโลยีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าใช้ในการแปลงแสงอินฟราเรด (1,064 นาโนเมตร) ที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์โซลิดสเตตให้เป็นแสงอัลตราไวโอเลต 355 นาโนเมตร (ความถี่สามเท่า) และ 266 นาโนเมตร (ความถี่สี่เท่า) พลังงานโฟตอนของมันมีขนาดใหญ่มาก ซึ่งสามารถจับคู่ระดับพลังงานของพันธะเคมีบางชนิด (พันธะไอออนิก พันธะโควาเลนต์ พันธะโลหะ) ของสารเกือบทั้งหมดในธรรมชาติ และทำลายพันธะเคมีโดยตรง ทำให้วัสดุเกิดปฏิกิริยาเคมีแสงโดยไม่ชัดเจน ผลกระทบจากความร้อน (นิวเคลียส ระดับพลังงานบางอย่างของอิเล็กตรอนภายในสามารถดูดซับโฟตอนอัลตราไวโอเลต แล้วถ่ายโอนพลังงานผ่านการสั่นสะเทือนของโครงตาข่าย ส่งผลให้เกิดผลกระทบทางความร้อน แต่ไม่ชัดเจน) ซึ่งเป็นของ "การทำงานเย็น" เนื่องจากไม่มีผลกระทบทางความร้อนที่ชัดเจน จึงไม่สามารถใช้เลเซอร์ UV ในการเชื่อมได้ โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการมาร์กและการตัดที่แม่นยำ

กระบวนการมาร์กด้วยรังสียูวีทำได้โดยใช้ปฏิกิริยาโฟโตเคมีระหว่างแสงยูวีกับวัสดุเพื่อทำให้สีเปลี่ยนไป การใช้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบการลบออกที่ชัดเจนบนพื้นผิวของวัสดุ และทำให้สามารถทำเครื่องหมายกราฟิกและตัวอักษรได้โดยไม่ต้องสัมผัสที่ชัดเจน

แม้ว่าเลเซอร์ UV จะสามารถทำเครื่องหมายได้ทั้งโลหะและอโลหะ เนื่องจากปัจจัยด้านต้นทุน โดยทั่วไปแล้ว เลเซอร์ไฟเบอร์จึงใช้ในการทำเครื่องหมายวัสดุที่เป็นโลหะ ในขณะที่เลเซอร์ UV ใช้ในการทำเครื่องหมายผลิตภัณฑ์ที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูงและยากต่อการบรรลุผลด้วย CO2 ทำให้เกิดเป็น การจับคู่สูง-ต่ำกับ CO2

กรีนเลเซอร์

เลเซอร์สีเขียวก็เป็นเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่นสั้นเช่นกัน โดยทั่วไป เทคโนโลยีการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่าใช้เพื่อแปลงแสงอินฟราเรด (1064 นาโนเมตร) ที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์ทึบให้เป็นแสงสีเขียวที่ 532 นาโนเมตร (ความถี่สองเท่า) เลเซอร์สีเขียวเป็นแสงที่มองเห็นได้ และเลเซอร์อัลตราไวโอเลตเป็นแสงที่มองไม่เห็น - เลเซอร์สีเขียวมีพลังงานโฟตอนขนาดใหญ่ และลักษณะการประมวลผลแบบเย็นนั้นคล้ายคลึงกับแสงอัลตราไวโอเลตมาก และสามารถสร้างรูปแบบการเลือกที่หลากหลายด้วยเลเซอร์อัลตราไวโอเลต

กระบวนการทำเครื่องหมายด้วยแสงสีเขียวนั้นเหมือนกับเลเซอร์อัลตราไวโอเลตซึ่งใช้ปฏิกิริยาโฟโตเคมีระหว่างแสงสีเขียวกับวัสดุเพื่อทำให้สีเปลี่ยนไป การใช้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมสามารถหลีกเลี่ยงผลการกำจัดที่ชัดเจนบนพื้นผิวของวัสดุ จึงสามารถทำเครื่องหมายลวดลายได้โดยไม่ต้องสัมผัสที่ชัดเจน เช่นเดียวกับตัวอักษร โดยทั่วไปจะมีชั้นกำบังดีบุกอยู่บนพื้นผิวของ PCB ซึ่งมักจะมีหลายสี เลเซอร์สีเขียวมีการตอบสนองที่ดีและกราฟิกที่ทำเครื่องหมายไว้มีความชัดเจนและละเอียดอ่อนมาก

เลเซอร์คาร์บอนไดออกไซด์

CO2 เป็นเลเซอร์แก๊สที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีระดับพลังงานส่องสว่างมากมาย ความยาวคลื่นเลเซอร์ทั่วไปคือ 9.3 และ 10.6um เป็นเลเซอร์อินฟราเรดไกลที่มีกำลังเอาต์พุตต่อเนื่องสูงถึงหลายสิบกิโลวัตต์ โดยปกติแล้ว เลเซอร์ CO2 พลังงานต่ำจะใช้เพื่อทำให้กระบวนการมาร์กกิ้งระดับสูงสำหรับโมเลกุลและวัสดุที่ไม่ใช่โลหะอื่นๆ เสร็จสมบูรณ์ โดยทั่วไปแล้ว เลเซอร์ CO2 ไม่ค่อยได้ใช้ในการมาร์กโลหะ เนื่องจากอัตราการดูดซับของโลหะต่ำมาก (CO2 กำลังสูงสามารถใช้ในการตัดและเชื่อมโลหะได้ เนื่องจากอัตราการดูดซับ อัตราการแปลงด้วยแสงไฟฟ้า ทางเดินแสง และการบำรุงรักษา และปัจจัยอื่นๆ ก็ทยอยใช้ไฟเบอร์เลเซอร์มาทดแทน)

กระบวนการทำเครื่องหมาย CO2 เกิดขึ้นได้โดยใช้ผลกระทบทางความร้อนของเลเซอร์บนวัสดุ หรือโดยการให้ความร้อนและการระเหยของวัสดุพื้นผิวเพื่อให้เห็นชั้นลึกของวัสดุที่มีสีต่างกัน หรือโดยการให้ความร้อนด้วยพลังงานแสงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพระดับจุลภาคบนพื้นผิวของวัสดุ ทำให้สะท้อนแสง มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญเกิดขึ้นหรือปฏิกิริยาเคมีบางอย่างที่เกิดขึ้นเมื่อได้รับความร้อนจากพลังงานแสง และกราฟิก ตัวอักษร รหัสสองมิติ และข้อมูลอื่น ๆ ที่จำเป็นจะปรากฏขึ้น

โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ CO2 จะถูกใช้ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือวัด เสื้อผ้า เครื่องหนัง กระเป๋า รองเท้า กระดุม แว่นตา ยา อาหาร เครื่องดื่ม เครื่องสำอาง บรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์ไฟฟ้า และสาขาอื่นๆ ที่ใช้วัสดุโพลีเมอร์

การเข้ารหัสด้วยเลเซอร์บนวัสดุ PCB

สรุปการวิเคราะห์แบบทำลายล้าง

ไฟเบอร์เลเซอร์และเลเซอร์ CO2 ใช้เอฟเฟกต์ความร้อนของเลเซอร์บนวัสดุเพื่อให้ได้เอฟเฟกต์การมาร์ก โดยทั่วไปจะทำลายพื้นผิวของวัสดุเพื่อสร้างเอฟเฟกต์การปฏิเสธ ทำให้สีพื้นหลังรั่วไหล และสร้างความคลาดเคลื่อนสี ในขณะที่เลเซอร์อัลตราไวโอเลตและเลเซอร์สีเขียวใช้เลเซอร์กับ ปฏิกิริยาทางเคมีของวัสดุทำให้สีของวัสดุเปลี่ยนไป จากนั้นจะไม่สร้างเอฟเฟกต์การปฏิเสธ สร้างกราฟิกและตัวอักษรโดยไม่ต้องสัมผัสที่ชัดเจน