1. בעיה: התזת סיגים
מכונת סימון לייזר (מכונת סימון לייזר) היא קרן לייזר המפעילה סימן קבוע על פני השטח של מגוון חומרים. השפעת הסימון היא לחשוף את החומר העמוק באמצעות אידוי של חומר השטח, על מנת לחרוט דוגמאות עדינות, סימנים מסחריים וטקסט. מכונת סימון הלייזר מחולקת בעיקר למכונת סימון לייזר CO2, מכונת סימון לייזר מוליכים למחצה, מכונת סימון לייזר סיב ומכונת סימון לייזר YAG. מכונת סימון הלייזר משמשת בעיקר בכמה דרישות לאירועים עדינים ודיוק גבוה יותר. היא משמשת ברכיבים אלקטרוניים, מעגלים משולבים (IC), מכשירי חשמל, תקשורת טלפונים סלולריים, מוצרי חומרה, אביזרי כלים, מכשירים מדויקים, משקפיים ושעונים, תכשיטים, חלקי רכב, מפתחות פלסטיק, חומרי בניין וצינורות PVC.
מאמר זה יביא אתכם להבנה מהירה של מכונת סימון לייזר סיבים מסוג mopa
1. ההבדל בין אפנון Q לטכנולוגיית MOPA בלייזרי סיבים
שני הסוגים העיקריים של לייזרי סיבים פעומים הקיימים כיום בשוק עבור יישומי סימון לייזר הם טכנולוגיית Q-modulated וטכנולוגיית MOPA, שהיא מבנה לייזר המורכב מתנד לייזר המחובר למגבר. בתעשייה, לייזר MOPA מתייחס ללייזר סיבים פעים ייחודי ו"אינטליגנטי" יותר, המורכב ממקור זרעי לייזר מוליך למחצה המונע על ידי פעימה חשמלית ומגבר סיבים. ה"אינטליגנציה" שלו באה לידי ביטוי בעיקר ברוחב פעימת הפלט הניתן לכוונון עצמאי (הטווח יכול להיות עד 2ns-500ns), ותדירות החזרה יכולה להיות עד מגהרץ. מבנה מקור זרעי לייזר סיבים מאופנן Q מוכנס למווסת אובדן חלל תנודת הסיבים, על ידי אפנון תקופתי של האובדן האופטי בחלל התהודה כדי לייצר רוחב פעימה מסוים של פלט אור פעימה של ננו-שנייה. עבור בעיה מטרידה זו, נבצע ניתוח קצר משלושה היבטים: מבנה פנימי של הלייזר, פרמטרים אופטיים של הפלט ותרחישי יישום.
2. מבנה פנימי של לייזר
המבנה הפנימי של לייזרי סיבים מסוג MOPA ולייזרי סיבים בעלי אפנון Q שונה בעיקר באופן יצירת אות אור הזריעה בפעימה, הנוצר על ידי הפעימה החשמלית המניעה את שבב לייזר המוליך למחצה, כלומר אות האור המוצא מווסת על ידי האות החשמלי המניע, כך שיש גמישות רבה ביצירת פרמטרי פולס שונים (רוחב פולס, תדר חזרה, צורת גל והספק של הפולס וכו'). אות הזריעה האופטי הפועם של לייזר סיבים בעל אפנון Q נוצר על ידי הגדלה או הקטנה תקופתית של ההפסד האופטי בחלל התהודה כדי לייצר פלט אופטי בפעימה, שהוא פשוט במבנהו ומשתלם יותר במחירו. עם זאת, פרמטרי הפולס מוגבלים במידה מסוימת על ידי התקנים בעלי אפנון Q והשפעות אחרות.
עקרון המבנה הפנימי של לייזר סיבים MOPA ולייזר סיבים מווסת Q מוצג באופן סכמטי כדלקמן.
3. פרמטרים אופטיים של פלט
רוחב פולס הפלט של לייזר סיב MOPA ניתן להתאמה עצמאית. רוחב הפולס של לייזר סיב MOPA ניתן לכוונון שרירותי (טווח 2ns עד 500ns).
ככל שרוחב הפולס צר יותר, כך האזור המושפע מחום קטן יותר וניתן להשיג דיוק עיבוד גבוה יותר.
רוחב הפולס של פלט לייזר הסיבים המווסת Q אינו ניתן להתאמה, ורוחב הפולס מופק בדרך כלל בערך קבוע של 80 ננו-שניות עד 140 ננו-שניות. ללייזר הסיבים MOPA יש טווח רחב יותר של תדרי חזרה. לייזרי MOPA יכולים להגיע לפלט בתדר גבוה של מגה-הרץ. תדר חזרה גבוה פירושו יעילות עיבוד גבוהה, ו-MOPA יכול לשמור על מאפייני הספק שיא גבוהים בתנאי תדר חזרה גבוה. לייזרי סיבים מווסתי Q מוגבלים על ידי תנאי הפעולה של מתג ה-Q ובעלי טווח תדרי מוצא צר, המגיע רק לכ-100 קילו-הרץ בתדרים גבוהים.
4. תרחישי יישום
ללייזר הסיבים MOPA מגוון רחב של פרמטרים, כך שבנוסף לכיסוי יישומי עיבוד לייזר ננו-שניות קונבנציונליים, הוא יכול גם לנצל את רוחב הפולס הצר הייחודי שלו, תדר החוזר הגבוה ועוצמת השיא הגבוהה כדי להשיג כמה יישומי עיבוד מדויקים ייחודיים. לדוגמה.
יישומי הסרת משטחים של יריעות דקות של תחמוצת אלומיניום
כיום, מוצרים אלקטרוניים דקים וקלים יותר, כמו טלפונים סלולריים, טאבלטים ומחשבים רבים, משתמשים בתחמוצת אלומיניום דקה כמעטפת למוצר. השימוש בלייזר Q-modulated בצלחות אלומיניום דקות לסימון חלקי מוליכות, גורם בקלות לעיוות החומר, והחלק האחורי של האריזה הקמורה משפיע ישירות על מראהו. השימוש בפרמטרים קטנים יותר של רוחב פולס בלייזר MOPA יכול לגרום לחומר לא להתעוות בקלות, והתוצאה היא גם לבן בהיר עדין יותר. הסיבה לכך היא שללייזר MOPA משתמש בפרמטרים קטנים של רוחב פולס, מה שיכול לגרום ללייזר להישאר בחומר לזמן קצר יותר, אך גם בעל אנרגיה גבוהה מספיק כדי להסיר את שכבת האנודה, ולכן לייזר MOPA הוא בחירה טובה יותר לעיבוד הסרת אנודה על פני תחמוצת אלומיניום דקה.
יישום השחרה של אלומיניום אנודייז
שימוש בלייזר לסימון לוגו שחור, מספר דגם, טקסט וכו' על פני השטח של חומר אלומיניום אנודייז, יישום זה נמצא בשימוש נרחב בהדרגה על ידי אפל, וואווי, ZTE, לנובו, מייזו ויצרני אלקטרוניקה אחרים בשנתיים האחרונות לסימון לוגו, מספר דגם וכו' עם סימנים שחורים על מעטפת של מוצרים אלקטרוניים. עבור יישום מסוג זה, רק לייזר MOPA יכול לעבד זאת כיום. מכיוון שללייזר MOPA יש טווח רחב של כוונון רוחב פולס ותדר פולס, השימוש ברוחב פולס צר ופרמטרים של תדר גבוה ניתן לסמן על פני השטח של החומר אפקט שחור, ובאמצעות שילובים שונים של פרמטרים ניתן גם לסמן אפקט גווני אפור שונים.
סימון לייזר צבעוני
סימון לייזר צבעוני הוא סוג חדש של תהליך סימון לייזר. נכון לעכשיו, טכנולוגיה זו היא זמנית רק סימון לייזר MOPA על נירוסטה, כרום, טיטניום וחומרי מתכת אחרים עם דוגמאות צבע. בעת משחק צבע על חומרי נירוסטה, ניתן לכוונן את קרן הלייזר כדי לשנות את צבע שכבת פני השטח של החומר, על מנת להשיג אפקט דקורטיבי של צבעים שונים. עבור תעשיית מוצרי נירוסטה, ניתן להוסיף את צבע דפוס הסימון, ניתן לערוך מגוון דפוסי טקסט כרצונך, נוח וקל לתפעול: הגנת הסביבה ואי-זיהום; מהירות סימון, יכול לשפר משמעותית את הערך המוסף של מוצרי נירוסטה, לשפר את התחרותיות בשוק מוצרי נירוסטה. הוספת ערך מוסף למוצר.
באופן כללי, רוחב הפולס והתדירות של לייזר סיבים MOPA ניתנים להתאמה עצמאית, ומגוון רחב של פרמטרים ניתנים להתאמה, כך שהעיבוד עדין ואפקט תרמי נמוך. יתרונותיו יוצאי הדופן של סימון דק של תחמוצת אלומיניום, אלומיניום אנודייז שחור, צבע נירוסטה וכו' אינם מאפשרים השגת אפקט של לייזר סיבים Q. לייזר סיבים מאופנן Q מאופיין בסימון חזק יותר, ויש לו יתרונות מסוימים בעיבוד חריטה עמוקה של מתכות, אך אפקט הסימון מחוספס יותר. ביישומי סימון נפוצים, התכונות העיקריות של לייזרי סיבים פועמים של MOPA בהשוואה ללייזרי סיבים מאופננים Q מוצגות בטבלה שלהלן. משתמשים יכולים לבחור את הלייזר המתאים בהתאם לצרכים בפועל של חומרי הסימון והאפקטים.
| שם האפליקציה | לייזרים מווסתים Q | לייזרי MOPA |
| הסרת פני שטח של יריעות תחמוצת אלומיניום | המצע מתעוות בקלות, ויוצר שקיות קמורות וקווים תחתונים מחוספסים | רוחב פולס קטן, שאריות תרמיות קטנות, ללא עיוות של המצע, דפוס בסיס לבן בהיר ועדין |
| השחרת אלומיניום אנודייז | ניתן לבצע ניקוי אבק איכותי באופן מוגבל בלבד | באמצעות מגוון רחב של הגדרות פרמטרים, ניתן לסמן גוונים שונים של אפור ועיבוד שחור שחור |
| חריטה עמוקה של מתכת | עוצמתי, מתאים לחיתוך עמוק, חיתוך גס | עומק חריטה חלש, אך קו תחתון דק, התחדדות קטנה, ניתן לבצע טיפול לבן בוהק |
| צבע נירוסטה | צריך להיות לא בפוקוס, קשה יותר להתאים את האפקט | יכול לנגן מגוון צבעים על ידי התאמת רוחב הפולס ותדירות השילוב |
| ABS ועיבוד פלסטיק אחר | אפקט הצהבה קל, תחושה כבדה, מהיר | אין תחושה, לא קל להצהיב, עיבוד עדין |
| הסרת צבע ממקשים מפלסטיק שקופים | קשה יותר להסיר | קל להסרה נקייה, קווי מתאר ברורים, העברת אור טובה יותר, יעילות גבוהה |
| ברקוד לסימון לוח PCB, קוד דו-ממדי | אנרגיית פולס בודד גבוהה, אך שרף אפוקסי רגיש לאנרגיית לייזר | אימוץ רוחב דופק קטן, תדר בינוני, ברקוד, קוד דו-ממדי ברור יותר, לא קל להסרה וקל לסריקה |
5. תכונות ביצועים של מכונת סימון לייזר MOPA
מכונת סימון לייזר MOPA שייכת לקטגוריית מכונות סימון לייזר. מכונת סימון לייזר MOPA משתמשת בלייזר מוליך למחצה מווסת חשמלית ישירה כמקור זרעים (MOPA) של לייזר סיבים. בהשוואה ללייזר סיבים מווסת Q, תדר הפולס ורוחב הפולס של לייזר סיבים MOPA ניתנים לשליטה עצמאית, באמצעות שני פרמטרי לייזר להתאמה, על ידי מערכת מתנד סריקה במהירות גבוהה המאפשרת תפוקת הספק שיא גבוהה וקבועה ומגוון רחב יותר של מצעים לסימון. עם קרן לייזר באיכות גבוהה, עלות שימוש נמוכה, 100,000 שעות תחזוקה ללא צורך בתחזוקה, מתאימה לסימון שחור אלומיניום, צבע נירוסטה 304, אנודת הסרת צבע, ציפוי הסרת צבע, תעשיית המוליכים למחצה ואלקטרוניקה, סימון פלסטיק וחומרים רגישים אחרים ותעשיית צינורות פלסטיק PVC. היא מסמנת את גופן הדוגמאות בהתאם לתקני ROHS.
בהשוואה למכונת סימון לייזר רגילה, מכונת סימון לייזר MOPA בעלת רוחב פולס M1 הוא 4-200ns, ו-M6 בעלת רוחב פולס 2-200ns. רוחב הפולס של מכונת סימון לייזר רגילה הוא 118-126ns, כך שניתן לראות שניתן לכוונן את רוחב הפולס של מכונת סימון לייזר MOPA בטווח רחב יותר, כך שניתן להבין מדוע מוצרים מסוימים של מכונת סימון לייזר סיב רגילה אינם מצליחים להשיג את האפקט, אך מכונת סימון לייזר MOPA מסוגלת לעשות זאת.
עם זאת, לקוחות רבים רוכשים מכונות סימון לייזר MOPA בציפייה לאותה מהירות עיבוד כמו מכונות סימון לייזר סיב רגילות, אך זה כמובן לא המקרה. שתי הטכנולוגיות שונות. בעת חריטה של אפקטים של צבע, המכונה צריכה לסמן עם אפקטים מינימליים של צל בתדרים גבוהים, מה שמאפשר חריטה ברזולוציה גבוהה, אך יחד עם זאת מהירות החריטה יחסית איטית בהרבה. בנוסף, בחריטה לעומק מתכת, למכונת סימון לייזר MOPA ייתכן שאין יתרון, מכיוון שאין יתרון באנרגיית הפולס הבודד, אך האפקט עדין מבחינת וטובה יותר ממכונת סימון לייזר רגילה בקנה מידה גדול. לכן, לפני שלקוחות בוחרים לקנות מכונת סימון לייזר MOPA, עליהם להבין את היתרונות והחסרונות של מכונת סימון לייזר מסוג זה.
מכונת סימון לייזר MOPA מתאימה לתהליך סימון עדין של חומרים מתכתיים ולא מתכתיים, כגון חלקי מוצר דיגיטליים חריטה בלייזר שחור, כיסוי אחורי לטלפונים סלולריים, אייפד, אלומיניום שחור, מפתחות לטלפונים סלולריים, מפתחות שקופים מפלסטיק, רכיבים אלקטרוניים, מעגלים משולבים (IC), מכשירי חשמל, מוצרי תקשורת, כלי אמבטיה סניטריים, אביזרי כלים, כלי חיתוך, משקפיים ושעונים, תכשיטים, חלקי רכב, מזוודות ותיקים, כלי בישול, מוצרי נירוסטה ותעשיות אחרות.
חברת Maven Laser Automation מתמקדת בתעשיית הלייזר כבר 14 שנים, אנו מתמחים בסימון לייזר, יש לנו מכונת סימון לייזר סיב, מכונת סימון לייזר CO2, מכונת סימון לייזר UV, בנוסף, יש לנו גם מכונת ריתוך לייזר, מכונת חיתוך לייזר ומכונת ניקוי לייזר, אם אתם מעוניינים במכונות שלנו, אתם מוזמנים לעקוב אחרינו ולהרגיש חופשי ליצור איתנו קשר.
זמן פרסום: 15 בנובמבר 2022
