1 Предговор
Касних 1970-их и раних 1980-их, потпуно-нова технологија ласерске примене-технологија ласерског обележавања-тихо се појавила на међународној сцени. Машина за ласерско обележавање представља значајну примену принципа ласерске обраде; конкретно, користи обрађени ласерски зрак за озрачивање површине материјала. Светлосна енергија се тренутно претвара у топлотну енергију, узрокујући да се површински материјал топи или чак испари у тренутку, стварајући тако ознаке састављене од текста, шара и других елемената.
2 Поља примене и предности ласерског обележавања
У индустријском сектору дошло је до постепеног преласка са електричне обраде на еру оптичке обраде. Машине за ласерско обележавање су веома разноврсне, нуде одличне резултате и стабилност, и стога су нашле широку примену у бројним областима. Они су у стању да гравирају различите металне материјале-као и одређене-неметалне материјале-или да направе трајне ознаке против-фалсификовања које је изузетно тешко поновити. Омогућене компјутерским улазним и излазним системима и коришћењем механизма за скенирање галванометра, ове машине постижу велике брзине обраде. Њихов потпуно затворени светло-систем за вођење показује снажну прилагодљивост различитим условима животне средине, док њихова модуларна унутрашња структура поједностављује одржавање и сервисирање; они су посебно-погодни за интеграцију у „он-мрежне“ производне токове. Машине за ласерско обележавање се сада у великој мери користе за примену заштитних знакова, бројева серија, датума, бар кодова и других идентификатора на широк спектар производа, укључујући различите хардверске предмете, металне посуде, прецизне инструменте, аутомобилске компоненте, електронске делове, алате за сечење, поклоне, часовнике, водоводне уређаје, оквире за наочаре, дугмад, дугмад копче и компјутерске тастатуре. Слике 1 и 2, респективно, илуструју шаре настале ласерским обележавањем на магнетном диску и гумицу. Обрадом ласерског обележавања производи се могу подићи у квалитету и побољшати у смислу тржишне конкурентности.
Ласерско обележавање поседује предности које су готово неупоредиве са традиционалним методама (као што су хемијско јеткање, обрада електричним пражњењем, механичко гравирање и штампа). Прво, користи технологију нумеричке контроле (НЦ)-или директну компјутерску контролу-што чини изузетно лаким промену садржаја обележавања; ова могућност је савршено усклађена са високим-ефикасношћу и брзим-захтевима модерне производње. Друго, коришћењем ласера као медијума за обраду, постиже се изузетна прецизност гравирања док демонстрира широку компатибилност са различитим материјалима, омогућавајући стварање веома сложених и изузетно издржљивих ознака на широком спектру површина. Коначно, пошто процес не укључује физички контакт или механичку силу која се примењује на радни предмет, он обезбеђује да се оригинална прецизност и интегритет радног предмета у потпуности очувају. Може послужити као завршна фаза производног процеса, чиме се елиминише потреба за завршном-обележавање. Његова метода обраде је веома флексибилна, способна да задовољи захтеве лабораторијског-стила, мале-серијске производње и велике-индустријске производње. Штавише, не ствара загађиваче и не изазива контаминацију животне средине-што је фактор од посебног значаја у данашњем свету, где је заштита животне средине све више приоритет. Што је најважније, ознаке направљене коришћењем технологије ласерског обележавања изузетно је тешко фалсификовати или изменити, чиме се нуде снажне могућности против-фалсификовања. Од 1990-их-подстакнути растућом зрелошћу технологије ласерског обележавања, континуираним усавршавањем опреме за ласерско обележавање и све дубљим разумевањем тржишта ове нове технике-и углавном због њених изразитих предности, технологија ласерског обележавања добија све ширу примену на међународном нивоу. Нарочито, када је реномирана америчка корпорација Интел лансирала своју нову генерацију компјутерских ЦПУ чипова-Пентијум, Пентиум Про и Пентиум ММКС-, користила је технологију ласерског обележавања да унесе ознаке на површину сваког појединачног чипа.
3 Класификација машина за ласерско обележавање
Како се постиже ласерско обележавање? Уопштено говорећи, ласерско обележавање се постиже под компјутерском контролом стварањем релативног кретања између радног предмета и ласерског зрака; ово доводи до тога да ласерски зрак уклони жељене симболе и шаре на површину радног комада. Теоретски, све док се може успоставити контролисано релативно кретање између ласера и радног комада, ласерско обележавање се може реализовати. Сходно томе, тренутно поље ласерског обележавања садржи широк избор машина за ласерско обележавање.
На основу тога да ли је ласерски зрак непомичан или у покрету, машине за ласерско обележавање се могу широко категорисати у два типа: системи фиксног{0}}снопа и системи са покретним-снопом. Као што називи сугеришу, први укључује стационарни ласерски сноп са покретним радним комадом, док други укључује покретни ласерски зрак са стационарним радним предметом. Машине за ласерско обележавање са фиксним снопом-обично користе ЦНЦ-контролисани дводимензионални радни сто-за манипулисање радним комадом који се обележава. Њихова примарна предност је релативно ниска цена; међутим, њихови недостаци су подједнако очигледни: споре брзине обележавања, нижа прецизност обележавања, потешкоће у обележавању сложених садржаја као што су фотографије и изазов интеграције у онлајн производне линије. Машине за ласерско обележавање са покретним снопом могу се даље поделити на различите типове на основу специфичног метода манипулације снопом; док сваки од њих има своје јединствене предности и недостатке, системи са покретним снопом{10}}у општем случају надмашују системе са фиксним{11}}сама. Међу системима покретних{13}}снопова, машина за ласерско обележавање заснована на галванометру{14}}издваја се као врхунски пример. Тренутно је широко прихваћено у међународној заједници за ласерско обележавање да се, међу разноврсним низом доступних машина, систем заснован на галванометру-захваљујући својим бројним инхерентним предностима-појавио као главни производ и сматра се дефинитивним правцем за будући развој ласерске технологије.
На основу типа употребљеног извора светлости, машине за ласерско обележавање се такође могу класификовати на ИАГ ласерске машине за обележавање и ЦО2 ласерске машине за обележавање; ова два различита извора светлости су погодна за обележавање различитих врста материјала. Због разлика у таласној дужини, машине за ласерско обележавање ЦО2 гасом су ограничене на обележавање не-неметалних материјала, док ИАГ машине за ласерско обележавање{4}}у чврстом стању могу да обележавају и не-неметалне и металне материјале. Примарни потрошни материјал за машину за ласерско обележавање ЦО2 гаса су мешавина гаса или заменске ласерске цеви; осим тога, сочива од германијума су хабајуће-и-компоненте које носе релативно високу цену. Насупрот томе, главни потрошни материјал за ИАГ машину за ласерско обележавање{11}} је пумпа лампа (пулсни ласери користе ксенонске лампе, док ласери са континуираним{12}}таласима користе криптонске лампе), која је јефтина. Последњих година, подстакнута падом цене полупроводничких ласера, појавила се нова врста ласерске технологије: полупроводнички-ласерски кристали са пумпом (као што је ИАГ), који генеришу ласерски сноп на таласној дужини од 1064 нм. Ове системе карактерише радни век-без одржавања од 10.000 сати, компактан отисак и-за разлику од традиционалних система-не захтевају велику-инфраструктуру за хлађење. Дахенг Ласер (Кина) је био пионир на домаћем тржишту, успешно је развио прву полупроводничку{24}}машину за ласерско обележавање ИВО4 са пумпом; ова технологија је достигла напредни међународни стандард и од тада је постала стандардизовани, успостављени производ.
4 Избор машина за ласерско обележавање
Системи за ласерско обележавање користе ласерску енергију за стварање трагова на подлози; међутим, стварни произведени ефекти могу драстично да варирају, у зависности од фактора као што су тип ласера који се користи и инхерентна својства материјала подлоге. На пример, ЦО2 ласери са непрекидним-таласима обично стварају трагове површинском аблацијом (гризањем); пулсни попречно побуђени гасни ласери са атмосферским-притиском (ТЕА) постижу обележавање карбонизацијом; ексцимер ласери се ослањају на фотохемијске реакције; док Нд:ИАГ ласери користе методе термохемијске реакције.
Свака специфична апликација представља јединствени скуп захтева за перформансама; сходно томе, избор ласерског система се не може извршити произвољно. За дизајнере система за ласерско обележавање, критични изазов лежи у одабиру најприкладније таласне дужине ласера и оптичке конфигурације за било који материјал супстрата како би се обезбедило стварање идеалне,-ознаке високог квалитета. Кључ успешног ласерског обележавања лежи у ригорозној примени "6-Сигма" методологије. На пример, у контексту обележавања пластике, дизајнери морају темељно да анализирају и хемијски састав материјала и процес његовог обликовања како би осигурали једнолику дисперзију адитива и олакшали свеобухватну интеграцију технологија контроле квалитета – као што су системи машинског вида.
Нд:ИАГ и ЦО2 ласерски системи са{0}}управљивим снопом остају, до данас, најидеалнија решења за апликације ласерског обележавања. Илустрација физичке конфигурације Нд:ИАГ ласерске машине за обележавање може се наћи на слици 3. Типичан систем користи пар огледала за скенирање да усмерава ласерски зрак, усмеравајући га кроз систем сочива објектива како би се прецизно фокусирао на циљну површину; ова огледала извршавају своје покрете скенирања у строгом складу са командама које издаје контролни рачунар. Други ласери-као што су пулсни попречно побуђени атмосферски-гасни ласери под притиском-користе обележавање маском, док ЦО2 ласерски системи за означавање тачком{9}}такође заузимају место у индустрији обележавања.
