Máy khắc laser fiber là gì? Ứng dụng và những điều cần biết tất tần tật từ A đến Z

Máy khắc laser fiber là gì?

Máy khắc laser fiber là loại Laser Q-switch sử dụng tia laser sợi quang. Dùng để đánh dấu – khắc vĩnh viễn trên các loại vật liệu kim loại và một số phi kim loại, hợp kim. Có nhiều nguyên tắc để tạo ra các nét khắc trên bề mặt vật liệu.

• Nguyên tắc đầu tiên là làm bay hơi chất lớp bề mặt và hiện ra lớp sâu hơn.
• Thứ hai là làm cho bề mặt có nét khắc thông qua năng lượng ánh sáng laser dẫn đến sự thay đổi trạng thái lý – hóa của vật liệu.
• Nguyên tắc thứ ba là đốt cháy một phần vật liệu bằng tia laze và sau đó hiển thị các dấu khắc và hình dạng cần thiết.

Máy khắc laser fiber chủ yếu bao gồm tia laser, thấu kính và phần mềm xử lý, bước sóng đầu ra là 1064 nm. Thời hạn sử dụng có thể kéo dài 100.000 giờ, lâu hơn nhiều so với các loại máy khắc laser khác.

Lịch sử ra đời máy khắc laser fiber

Elias Snitzer đã phát minh ra laser fiber vào năm 1961 và được công bố vào năm 1963. Tuy nhiên, các nhu cầu thực sự và có tính thương mại bắt đầu vào những năm 1990.

Dưới đây là một số thời điểm quan trọng trong lịch sử của công nghệ máy khắc laser fiber sợi quang, bắt đầu từ năm 1917 khi Albert Einstein thiết lập nền tảng của nó.

• 1917 - Phát thải kích thích được phát hiện (Albert Einstein).
• 1957 - Khung lý thuyết cho laser được phát triển (Gordon Gould).
• 1960 - Tia laser đầu tiên - tia laser hồng ngọc - được chế tạo (Ted Maiman).
• 1960 - Thuật ngữ "sợi quang học" được đặt ra (Narinder Kapany).
• 1961 - Chế độ quang học trong sợi thủy tinh được phát minh (Elias Snitzer).
• 1962 - Chuyển mạch Q, một kỹ thuật tạo ra chùm tia laze xung, được trình diễn (Robert W. Hellwarth và R.J. McClung).
• 1963 - Laser sợi quang đầu tiên được trình diễn (Elias Snitzer).
• 1964 - Một phương pháp được phát hiện để loại bỏ tạp chất khỏi sợi thủy tinh, và do đó hạn chế sự mất ánh sáng (Charles Kao và George Hockham).
• 1988 - Laser sợi quang hai lớp đầu tiên được trình diễn (Elias Snitzer).
• 1990 - Rào cản watt bị phá vỡ bằng laser sợi quang pha tạp erbium 4W.
• 2004 - Bộ khuếch đại và chế độ laser sợi silica đơn được phát minh (David N. Payne).

Tại sao lại tốn nhiều thời gian như vậy mới được ưa chuộng?

Lí do chính là công nghệ laser fiber sợi quang vẫn còn trong giai đoạn sơ khai. Ví dụ máy khắc laser fiber thời kì đầu chỉ có thể phát ra vài chục Miliwatt trong khi hầu hết các nhu cầu khắc thường yêu cầu ít nhất 20W. Bên cạnh đó thời gian này cũng không có thiết bị nào có thể bơm ánh sáng chất lượng cao vì điốt laze không hoạt động tốt như ngày nay.

Máy khắc laser fiber có những loại nào?

Nói chung, máy khắc laser fiber sợi quang có thể được phân loại theo các tiêu chí sau:

Nguồn laser

Công suất laser được biểu thị bằng Watt và biểu thị cho công suất trung bình của chùm tia laser. Ví dụ, nguồn laser fiber 20W, 50W,... Có thể nói laser có công suất cao tạo ra nhiều năng lượng nhanh hơn so với laser công suất thấp.

Nguồn máy khắc Laser Fiber

Máy khắc laser fiber sợi quang thay đổi tùy theo vật liệu mà nguồn laser được trộn với nhau. Các loại laser này được sử dụng cho các ứng dụng và mục đích khác nhau vì chúng tạo ra các bước sóng khác nhau. Một số ví dụ bao gồm:

• Laser sợi quang pha tạp ytterbium.
• Laser sợi quang pha tạp thulium.
• Laser sợi quang pha tạp erbi.

Chế độ hoạt động

Các loại máy laser fiber khác nhau cũng tạo ra chùm laser khác nhau. Các chùm tia laser có thể được tạo xung với tốc độ lặp lại đã đặt để đạt công suất đỉnh cao (laser sợi quang xung), như trường hợp "Chuyển mạch - Q", "Chuyển mạch khuếch đại", và "chế độ khóa" laser. Hoặc chúng có thể liên tục gửi cùng một năng lượng (Laser sợi quang sóng liên tục).

Mode

Chế độ đề cập đến kích thước của lõi (nơi ánh sáng truyền qua) trong sợi quang. Có hai loại chế độ:

• Fiber laser đa chế độ thường là từ 50 đến 100 micromet.
• Laser fiber chế độ đơn đường kính lõi của chế độ laser đơn nhỏ hơn, thường từ 8 đến 9 micromet, rộng hơn đối với laser đa chế độ.

 Theo nguyên tắc chung, chế độ laser đơn truyền tải ánh sáng laser hiệu quả hơn và có chất lượng chùm tia tốt hơn.

Điểm khác biệt giữa máy khắc laser fiber và laser CO2 là gì?

Điểu khác biệt chính giữa máy khắc laser fiber và laser CO2 đó là nguồn nơi chùm laser được tạo ra. Ở dòng máy khắc laser fiber, nguồn laser là thủy tinh silica trộn với một nguyên tố đất hiếm. Còn ở máy khắc laser CO2, nguồn laser được hòa trộn giữa các khí bao gồm khí CO2.

Do trạng thái nguồn của chúng, máy khắc laser fiber sợi quang được coi là laser trạng thái rắn và laser CO2 được coi là laser trạng thái khí.

Xem thêm:

SO SÁNH MÁY KHẮC LASER FIBER VÀ MÁY KHẮC LASER CO2 KHÁC NHAU THẾ NÀO?

Những nguồn laser này tạo ra nhiều bước sóng khác nhau. Đối với máy khắc laser fiber, ví dụ, tạo ra bước sóng ngắn thường nằm trong khoảng từ 780 nm đến 2200 nm. Đối với máy khắc laser CO2 thì ngược lại, tạo ra bước sóng dài điển hình trong phạm vi 9.600 nm và 10.600 nm.

Mỗi máy được sử dụng cho các mục đích khác nhau vì tính chất bước sóng khác nhau. Ví dụ máy khắc laser fiber 1064 nm luôn được sử dụng trong các nhu cầu khắc trên kim loại. Cắt laser là một ngoại lệ đáng chú ý, trong đó laser CO2 thường được ưu tiên để cắt kim loại. Đặc biệt Laser CO2 cũng phản ứng tốt với các vật liệu hữu cơ.

Máy khắc laser fiber sợi quang hoạt động bao lâu?

Hầu hết các nguồn sản xuất các máy khắc laser fiber có thể hoạt động kéo dài đến 100.000 giờ trong khi đó dòng máy laser CO2 kéo dài 30.000 giờ. Tuy nhiên điều này cũng không hoàn toàn đúng. Những con số này đề cập đến một giá trị được gọi là "thời gian trung bình giữa các lần hỏng" (MTBF), không giống nhau đối với tất cả các máy laser fiber sợi quang. Trong thực tế, bạn sẽ thấy những con số khác nhau cho các loại máy laser sợi quang khác nhau.

Trong đó, MTBF đo độ tin cậy của tia laser bằng cách cho biết tia laser dự kiến ​​sẽ hoạt động trong bao nhiêu giờ trước khi xảy ra hỏng hóc. Nó thu được bằng cách thử nghiệm nhiều đơn vị laser, sau đó chia tổng số giờ hoạt động cho tổng số lần hỏng hóc.

Mặc dù giá trị này không cho bạn biết chính xác một chiếc máy khắc laser fiber sợi quang có thể tồn tại trong bao lâu, nhưng nó vẫn cung cấp một ý tưởng tốt về độ tin cậy của laser.

Nếu bạn thực sự muốn biết tuổi thọ chính xác của máy khắc laser fiber sợi quang, Quý khách hàng sẽ thất vọng vì không có câu trả lời thực sự. Trên thực tế, máy khắc laser sợi quang có những điểm quan trọng trong thời gian tồn tại của chúng khi chúng có thể bị lỗi.

Máy khắc laser fiber hoạt động như thế nào?

Máy khắc laser fiber sợi quang sử dụng ánh sáng bơm từ điốt laser. Các điốt này phát ra ánh sáng được gửi vào cáp quang. Các thành phần quang học nằm trong cáp sau đó được sử dụng để tạo ra một bước sóng cụ thể và khuếch đại nó. Cuối cùng, chùm tia laser được định hình và tạo ra.

Cụ thể gồm 5 bước sau:

• Bước 1: Ánh sáng được tạo ra trong điốt laser
• Bước 2: Đèn bơm được định hướng trong cáp quang
• Bước 3: Ánh sáng được Khuếch đại trong Khoang Laser
• Bước 4. Tạo ra ánh sáng laser có bước sóng cụ thể
• Bước 5. Tia Laser được định hình và phát ra

Máy laser fiber có tốc độ khắc cực nhanh và chính xác, không hề gây tiếng ồn hay khói bụi ô nhiễm, để hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của máy, quý khách có thể tham khảo thêm chi tiết các clip sau:

Xem thêm:

Máy khắc laser fiber hoạt động như thế nào và có những thành phần nào?

Cấu tạo của máy khắc laser fiber

Máy khắc laser fiber có cấu tạo tương đối đơn giản hơn so với các dòng máy cắt laser fiber có công suất lớn. Những bộ phận chính của máy khắc laser fiber có thể kể đến như:

Nguồn Laser Fiber

Đây là bộ phận quan trọng nhất của máy, chiếm hơn 50% giá trị cấu thành nên sản phẩm. Để sản phẩm khắc ra đẹp mắt, đường khắc có nét mịn màng, không bị lỗi, tốc độ khắc nhanh hay chậm đều do nguồn laser fiber này quyết định.

Nguồn máy khắc laser fiber 

Thấu kính hội tụ

Tất cả các tia laser sẽ được chiếu qua thấu kính này và hội tụ lại thành một điểm để khắc lên bề mặt của vật liệu. Đây là bộ phận dễ bị hư hỏng nhất nếu chất lượng thấp không đạt yêu cầu.

Thấu kính hội tụ của máy khắc laser fiber

Đầu khắc laser fiber

Đầu khắc Superscan giúp định vị, quét vật liệu cần khắc và điều chỉnh tốc độ khắc.

Hệ thống nâng đầu laser riêng biệt

Thanh trượt giúp nâng hạ độ cao của đầu khắc laser fiber để điều chỉnh tiêu cực để khắc vật liệu. Việc điều chỉnh tiêu cực rất quan trọng vì nếu chỉnh sai sẽ dẫn đến chất lượng khắc không đạt yêu cầu.

Phần mềm EZ cad

Giúp máy dễ dàng thao tác trên các phần mềm thiết kế vector thông dụng như Corel, Illustrator AutoCad...

Nguồn Meanwell

Đây là bộ phận giúp chuyển đổi điện áp dòng điện để phù hợp với công suất của nguồn laser fiber, đòi hỏi nguồn meanwell phải đạt chất lượng cao nếu không rất dễ bị cháy và hư hao các bộ phận khác.

Ưu điểm của máy khắc laser fiber

Khắc được trên mọi kim loại

Máy laser fiber có thể dễ dàng khắc được trên mọi bề mặt bằng kim loại như sắt, inox, thép, đồng, nhôm, kẽm, tôn, vàng, bạc, titan...

Tốc độ khắc vượt trội

Thời gian để máy khắc laser fiber hoạt động và xử lý nhanh gấp 5 lần so với các dòng máy khắc laser CO2 truyền thống.

Độ chính xác cực cao

Sử dụng nguồn tia laser fiber vô cùng ổn định giúp độ sai số khi khắc vật liệu gần như không có hoặc độ sai lệch chỉ là 0,001mm (dùng kính lúp quý khách cũng khó có thể phát hiện ra sự sai lệch này ). Sản phẩm sau khi khắc ra luôn đảm bảo hình ảnh sắc nét, trung thực và đẹp mắt nhất.

Máy có kích thước nhỏ gọn, tiện lợi

Máy khắc laser fiber được tích hợp với các bộ vi xử lý thông minh có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng di chuyển, lắp đặt thuận lợi ở nhiều vị trí linh hoạt.

Chi phí bảo trì thấp

Độ bền của máy khắc laser fiber cực cao, do đó khách hàng hoàn toàn yên tâm về việc tiết kiệm được rất nhiều chi phí cho việc bảo hành, bảo trì máy định kỳ hằng năm.

Ít tiêu thụ điện năng

Máy khắc laser Fiber là một trong những dòng máy tiết kiệm năng lượng, không gây ra tiếng ồn và không hề gây ô nhiễm môi trường. Với tỷ lệ chuyển đổi quang điện trên 30% và lượng điện năng tiêu thụ thấp hơn so với các dòng máy khắc laser CO2 khoảng 20%- 30% giúp khách hàng có thể tiết kiệm tối đa chi phí.

Giá thành đầu tư khá rẻ

Không giống như các dòng máy cắt laser fiber đòi hỏi công suất lớn với giá thành cực cao, máy khắc laser fiber thường có giá thành đầu tư khá là phù hợp với nhiều đối tượng khách hàng. Quý khách không cần phải bỏ ra số tiền quá lớn để có thể sở hữu máy laser fiber và phục vụ cho nhu cầu sản xuất, kinh doanh.

Thao tác đơn giản, dễ dàng sử dụng

Máy khắc laser fiber có kết cấu vận hành tương đối đơn giản, nếu đối với người chưa từng sử dụng thì chỉ cần học qua từ 3-4 ngày là có thể dễ dàng điều khiển. Còn với những ai đã từng tìm hiểu thì thời gian này chỉ khoảng 1-2 ngày là đã thành thục sử dụng.

Ứng dụng của máy khắc laser fiber

Ngày nay, với nhu cầu công nghiệp hóa, hiện đại hóa 4.0 khiến cho việc sử dụng máy khắc laser fiber vào môi trường sản xuất là vô cùng phổ biến và hữu hiệu. Những ngành mà chúng ta có thể kể đến như:

- Ngành cơ khí, máy laser fiber được ứng dụng để khắc trên vật liệu như là ốc vít, cờ lê, các chi tiết của máy như khung sườn, biển số... khắc theo yêu cầu riêng của khách hàng.

- Ngành sản xuất linh kiện điện tử như khắc điện thoại di động, thép không gỉ, đồng hồ, khuôn mẫu, IC, nút bấm điều khiển máy.

- Ngành y tế, dược phẩm như khắc đánh dấu mã vạch, mã QR, đồ họa văn bản, số series trên sản phẩm.

- Ngành kiến trúc, xây dựng: máy có thể khắc trên các bề mặt đa dạng như dạng ống, dạng tấm, dạng tròn, khắc logo, khắc mô hình nhà ở, mô hình kiến trúc...

- Ngành kim hoàn: máy laser fiber có thể dễ dàng khắc được các chi tiết nhỏ và phức tạp nhất trên vàng, bạc, trang sức... đòi hỏi độ chính xác cao và sai số cực thấp.

- Ngành quảng cáo, trang trí nội ngoại thất: máy laser sẽ được dùng để khắc trên các vật phẩm trang trí đẹp mắt với đủ mọi hình ảnh, kiểu dáng và kích thước khác nhau.

Trải nghiệm thực tế với Máy khắc laser kim loại fiber

Dưới đây là những điều Quý khách hàng cần biết nếu trải nghiệm tia laser của Quý khách gặp lỗi tại bất kỳ thời điểm nào sau đây:

Đầu đời

Nếu một máy khắc laser fiber sợi quang có lỗi do chế tạo, do sản xuất thì máy có thể sẽ sớm bị hỏng. Do đó Quý khách nên đảm bảo rằng có bảo hành khi mua hàng bao gồm các lỗi chế tạo, sản xuấ để laser của Quý khách có thể được thay thế miễn phí.

Hoạt động bình thường

Khi Quý khách hàng sử dụng máy đã vượt qua giai đoạn quan trọng đầu tiên của giai đoạn đầu đời, giá trị MTBF cung cấp cho Quý khách một ý tưởng tốt về khả năng hỏng hóc của laser. Chỉ tiêu về MTBF cao là một sự đảm bảo tốt rằng mọi thứ sẽ diễn ra suôn sẻ, nhưng không phải là một sự đảm bảo. Quý khách có thể chuẩn bị phòng cho những trường hợp hỏng hóc trong cuộc sống bình thường theo nhiều cách khác nhau: chuẩn bị sẵn một tia laser dự phòng, thuê một chiếc máy laser trong khi máy của Quý khách đang được sửa chữa hoặc có bảo hành mua hàng kéo dài.

Kết thúc tuổi thọ

Khi máy khắc laser fiber sợi quang gần hết tuổi thọ, khả năng thất bại sẽ tăng lên đáng kể. Tuy vậy với máy khắc laser fiber công nghệ vẫn hoạt động vượt chỉ tiêu MTBF.

Mua máy khắc laser fiber Kim loại ở đâu?

Ngày nay công nghệ máy khắc laser fiber vẫn luôn không ngừng được cải tiến giúp hoạt động hiệu quả hơn, mạnh mẽ hơn và dễ tiếp cận hơn. Hiện nay còn có thêm một vài ứng dụng sắp được ra mắt bao gồm làm sạch bằng laser và tạo kết cấu bằng laser, hay có thể thay thế các công nghệ gây ô nhiễm môi trường và giúp thế giới xanh hơn.

Trên đây là một số thông tin tổng hợp về máy khắc laser fiber kèm những điều Quý khách cần biết để hiểu thêm về máy khắc laser fiber của mình. New Date hy vọng Quý khách hàng có thể thông qua bài viết này có thể lựa chọn máy phù hợp theo nhu cầu của mình cũng như biết cách bảo dưỡng, bảo trì máy để dùng được lâu dài hơn.

Mọi thông tin chi tiết khác Quý khách cần được tư vấn và hỗ trợ về máy khắc laser vui lòng liên hệ ngay với New Date qua HOTLINE:  0868687887 để được phục vụ tốt nhất nhé!