อุปกรณ์เลเซอร์
อุปกรณ์เลเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง เครื่องเชื่อมเลเซอร์ และเครื่องตัดเลเซอร์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง ได้แก่ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง CO2 เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งไฟเบอร์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งอัลตราไวโอเลต เป็นต้น เครื่องเชื่อมเลเซอร์ในปัจจุบัน ได้แก่ เครื่องเชื่อมเลเซอร์อัตโนมัติ YAG และเครื่องเชื่อมเลเซอร์อัตโนมัติแบบส่งผ่านใยแก้วนำแสง เป็นต้น และเครื่องตัดเลเซอร์ ได้แก่ เครื่องตัดเลเซอร์ YAG และเครื่องตัดเลเซอร์ไฟเบอร์ เป็นต้น
เนื้อหาพื้นฐาน
มีหลายประเภทเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งตามคุณสมบัติที่แตกต่างกันของเลเซอร์ สามารถแบ่งออกได้คร่าวๆ เป็นเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบไฟเบอร์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบคาร์บอนไดออกไซด์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบเซมิคอนดักเตอร์ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบอัลตราไวโอเลต และเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบสีเขียว ในบรรดาเลเซอร์เหล่านี้ เลเซอร์ไฟเบอร์ คาร์บอนไดออกไซด์ เซมิคอนดักเตอร์ และอัลตราไวโอเลต ใช้สำหรับประมวลผลพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ในขณะที่เลเซอร์สีเขียวใช้สำหรับมาร์คภายในของผลิตภัณฑ์แก้วและคริสตัล ดังนั้นเลเซอร์สีเขียวจึงถูกเรียกว่าเครื่องแกะสลักภายใน ผลิตภัณฑ์ทุกประเภท (โลหะ ไม้ วัสดุที่ใช้น้ำเป็นตัวทำละลาย วัสดุทนไฟ และวัสดุที่ใช้ดินเป็นตัวทำละลาย) สามารถประมวลผลด้วยเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งได้!
เครื่องเลเซอร์ YAG
เลเซอร์ YAG เป็นเลเซอร์โซลิดสเตทที่มีความยาวคลื่น 1.064 ไมโครเมตร ในย่านอินฟราเรด โดยใช้หลอดไฟคริปตอนเป็นแหล่งพลังงาน (แหล่งกำเนิดการกระตุ้น) และใช้ ND:YAG (เลเซอร์ Nd:YAG; Nd (นีโอไดเมียม) เป็นธาตุหายาก YAG ย่อมาจากอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต ซึ่งมีโครงสร้างผลึกคล้ายกับทับทิม) เป็นตัวกลางในการสร้างเลเซอร์ แหล่งกำเนิดการกระตุ้นจะปล่อยแสงตกกระทบที่มีความยาวคลื่นเฉพาะ ทำให้สารทำงานเกิดการผกผันของประชากร ปล่อยเลเซอร์ผ่านการเปลี่ยนระดับพลังงาน ขยายพลังงานเลเซอร์ ปรับรูปร่างและโฟกัสให้เกิดเป็นลำแสงเลเซอร์ที่ใช้งานได้
เครื่องจักรเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบใช้เซมิคอนดักเตอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสง ใช้ไดโอดเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีความยาวคลื่น 0.808 ไมโครเมตร (แบบปั๊มด้านข้างหรือด้านปลาย) เพื่อปั๊มตัวกลาง Nd:YAG ทำให้ตัวกลางสร้างอนุภาคกลับหัวจำนวนมาก ซึ่งก่อให้เกิดพัลส์เลเซอร์ขนาดใหญ่ที่มีความยาวคลื่น 1.064 ไมโครเมตร ภายใต้การทำงานของสวิตช์ Q โดยมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสูง เมื่อเทียบกับเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง YAG แบบใช้หลอดไฟ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบใช้เซมิคอนดักเตอร์มีข้อดีคือ มีเสถียรภาพดีกว่า ประหยัดพลังงาน ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนหลอดไฟ ฯลฯ แต่ราคาสูงกว่า
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งไฟเบอร์
เครื่องนี้ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน ได้แก่ เลเซอร์ สแกนเนอร์แบบกัลวาโนมิเตอร์ และการ์ดสำหรับทำเครื่องหมาย เป็นเครื่องทำเครื่องหมายที่ใช้เลเซอร์ไฟเบอร์ในการสร้างลำแสง มีคุณภาพลำแสงที่ดี มีศูนย์กลางการส่งออกที่ 1064 นาโนเมตร และอายุการใช้งานของเครื่องทั้งหมดประมาณ 100,000 ชั่วโมง ซึ่งยาวนานกว่าเครื่องทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ประเภทอื่นๆ ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงมากกว่า 28% ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพการแปลง 2%-10% ของเครื่องทำเครื่องหมายด้วยเลเซอร์ประเภทอื่นๆ และมีประสิทธิภาพที่โดดเด่นในด้านการประหยัดพลังงานและการรักษาสิ่งแวดล้อม
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้ง CO2
เลเซอร์ CO2 เป็นเลเซอร์ก๊าซที่มีความยาวคลื่น 10.64 ไมโครเมตร อยู่ในย่านอินฟราเรดไกล โดยใช้ก๊าซ CO2 ที่บรรจุอยู่ในหลอดปล่อยประจุเป็นตัวกลางในการสร้างเลเซอร์ เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าสูงไปยังขั้วไฟฟ้า จะเกิดการปล่อยประจุเรืองแสงในหลอดปล่อยประจุ ซึ่งทำให้โมเลกุลของก๊าซปล่อยแสงเลเซอร์ออกมา หลังจากขยายพลังงานเลเซอร์แล้ว จะได้ลำแสงเลเซอร์สำหรับใช้ในการแปรรูปวัสดุ
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งอัลตราไวโอเลต
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งอัลตราไวโอเลตนี้มาพร้อมกับเลเซอร์อัลตราไวโอเลตความเข้มสูง ระบบกัลวาโนมิเตอร์สแกนความเร็วสูงนำเข้า ฯลฯ เนื่องจากจุดโฟกัสที่เล็กมากและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อยมากระหว่างการประมวลผล ทำให้เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งอัลตราไวโอเลตสามารถทำการมาร์คที่ละเอียดมากและมาร์ควัสดุพิเศษได้ เป็นผลิตภัณฑ์ที่ลูกค้าที่ต้องการผลลัพธ์การมาร์คที่สูงเลือกใช้ เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งอัลตราไวโอเลตมีคุณสมบัติเด่นคือ อัตราการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสูง อายุการใช้งานของคริสตัลแบบไม่เชิงเส้นยาวนาน การทำงานของเครื่องจักรโดยรวมมีเสถียรภาพ ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งสูง ประสิทธิภาพการทำงานสูง และการออกแบบแบบโมดูลาร์เพื่อการติดตั้งและบำรุงรักษาที่ง่าย นอกจากนี้ ยังสามารถติดตั้งโต๊ะทำงานอัตโนมัติสองมิติเพิ่มเติมเพื่อทำการมาร์คต่อเนื่องหลายสถานีหรือการมาร์คขนาดใหญ่ได้
เครื่องทำเครื่องหมายอิตเทรียมอะลูมิเนียมการ์เนต
ตัวกลางที่ใช้งานเป็นของแข็ง และเลเซอร์จะปล่อยคลื่นแสงที่มีความยาวคลื่น 1060 นาโนเมตร ใกล้กับย่านอินฟราเรด มีสองประเภท:แบบพิมพ์ต่อเนื่องและแบบพิมพ์ปากกาแสงโดยการเปลี่ยนพลังงานเอาต์พุต สามารถสร้างลำแสงเลเซอร์ที่มีความเข้มต่างกันได้ กระบวนการทำเครื่องหมาย ได้แก่ วิธีการเผา (เครื่องหมายสีเข้ม) วิธีการทำให้เกิดฟอง (เครื่องหมายสีอ่อน) และวิธีการกัดเซาะ (เครื่องหมายสลัก) ซึ่งให้คุณภาพการทำเครื่องหมายที่ยอดเยี่ยม
เครื่องทำเครื่องหมายเอ็กไซเมอร์
มันสามารถปล่อยคลื่นแสงในช่วงอัลตราไวโอเลต (100～400 นาโนเมตร) และตัวกลางที่ใช้งานประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซฮีเลียม อาร์กอน คริปตอน นีออน และฮาโลเจน เช่น คลอรีน ฟลูออรีน โบรมีน และไอโอดีน
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งสีเขียว
เครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งสีเขียวใช้ระบบปั๊มด้านข้าง ซึ่งแตกต่างจากเครื่องเลเซอร์มาร์คกิ้งแบบปั๊มปลายเซมิคอนดักเตอร์ และมีข้อดีที่เห็นได้ชัดคือ: เลเซอร์สีเขียว 532 นาโนเมตร, เส้นผ่านศูนย์กลางจุดโฟกัสเล็กกว่า, พลังงานเข้มข้นกว่า, ประสิทธิภาพการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นแสงสูง และคุณภาพลำแสงดี ตัวเครื่องมีการป้องกันที่ดีและควบคุมการมาร์คได้สะดวก โดยใช้การควบคุมโปรแกรม PLC เพื่อให้สามารถเริ่มใช้งานได้ด้วยปุ่มเดียว อุปกรณ์นี้เหมาะสำหรับการแกะสลักพื้นผิวของผลิตภัณฑ์แก้ว เช่น หน้าจอโทรศัพท์มือถือ หน้าจอ LCD อุปกรณ์ทางแสง (เช่น เลนส์) กระจกรถยนต์ เป็นต้น ในขณะเดียวกันก็สามารถใช้กับการประมวลผลพื้นผิวของวัสดุโลหะและอโลหะส่วนใหญ่ หรือการประมวลผลฟิล์มเคลือบ เช่น ฮาร์ดแวร์ เซรามิก แก้ว และนาฬิกา คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องมือต่างๆ แผงวงจร PCB และแผงควบคุม ป้ายชื่อและแผงแสดงผล พลาสติก เป็นต้น มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูงมากเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่ราคาสูงกว่า
การตัดด้วยเลเซอร์ คือการนำลำแสงเลเซอร์แนวนอนที่ปล่อยออกมาจากเลเซอร์ มาแปลงเป็นลำแสงเลเซอร์แนวตั้งลงด้านล่าง ผ่านกระจกสะท้อนแสงทั้งหมด 45° จากนั้นใช้เลนส์โฟกัส และรวมแสงให้เป็นจุดเล็กๆ ที่จุดโฟกัส ความหนาแน่นของพลังงานเลเซอร์ที่จุดโฟกัสสูงถึง 10^6~10^9 วัตต์/ตารางเซนติเมตร ชิ้นงานที่จุดโฟกัสจะถูกฉายรังสีด้วยจุดเลเซอร์ที่มีความหนาแน่นของพลังงานสูง ทำให้เกิดอุณหภูมิสูงเฉพาะจุดมากกว่า 10,000 องศาเซลเซียส ทำให้ชิ้นงานระเหยกลายเป็นไอทันที จากนั้น โลหะที่ระเหยกลายเป็นไอจะถูกเป่าออกไปด้วยก๊าซตัดเสริม เพื่อตัดชิ้นงานให้เป็นรูเล็กๆ จำนวนมาก ด้วยการเคลื่อนที่ของเครื่องมือกล CNC รูเล็กๆ เหล่านั้นจะถูกเชื่อมต่อกันเพื่อสร้างรูปทรงที่ต้องการ เนื่องจากความถี่ในการตัดด้วยเลเซอร์สูงมาก การเชื่อมต่อของแต่ละรูเล็กๆ จึงเรียบเนียนมาก และผลิตภัณฑ์ที่ตัดแล้วมีผิวสำเร็จสูง
การเชื่อมด้วยเลเซอร์ใช้พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงเพื่อให้ความร้อนเฉพาะจุดแก่ชิ้นงานในบริเวณเล็กๆ พลังงานจากรังสีเลเซอร์จะแพร่กระจายเข้าไปภายในวัสดุผ่านการนำความร้อน ทำให้วัสดุหลอมเหลวและเกิดเป็นบ่อหลอมเหลวเฉพาะจุด เป็นวิธีการเชื่อมแบบใหม่ เหมาะสำหรับการเชื่อมวัสดุผนังบางและชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง สามารถทำการเชื่อมแบบจุด การเชื่อมชน การเชื่อมซ้อน การเชื่อมปิดรอยต่อ ฯลฯ ได้ มีอัตราส่วนความลึกต่อความกว้างสูง ความกว้างของรอยเชื่อมน้อย บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนน้อย การเสียรูปน้อย ความเร็วในการเชื่อมสูง รอยเชื่อมเรียบและสวยงาม ไม่จำเป็นต้องมีการตกแต่งหลังการเชื่อม หรือมีการตกแต่งเพียงเล็กน้อย คุณภาพการเชื่อมสูง ไม่มีรูพรุน ควบคุมได้อย่างแม่นยำ จุดแสงโฟกัสเล็ก ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งสูง และง่ายต่อการทำงานแบบอัตโนมัติ
การบำรุงรักษาอุปกรณ์เลเซอร์
1. ทำความสะอาดเลนส์ รางนำ และเศษฝุ่นบนโต๊ะทำงานทุกวัน วิธีการทำความสะอาดเลนส์: เมื่อทำความสะอาดเลนส์ ต้องใช้เอทานอลปราศจากน้ำหรือแอลกอฮอล์ 98% เป็นน้ำยาทำความสะอาด จุ่มสำลีดูดซับเล็กน้อยลงในแอลกอฮอล์ เช็ดเลนส์เบา ๆ ในทิศทางที่กำหนด แล้วเช็ดเลนส์เบา ๆ ด้วยสำลีแห้งเพื่อให้เลนส์สะอาดและใส (หมายเหตุ: การเช็ดแรงเกินไปอาจทำให้สารเคลือบเลนส์หลุดลอก ทำให้เลนส์เสียหายได้)
วิธีการทำความสะอาดรางนำ: ขั้นแรก ให้กำจัดคราบสกปรกและเศษวัสดุจากการผลิตบนรางนำออกก่อน จากนั้นเติมน้ำมันหล่อลื่นสะอาดเล็กน้อยลงบนรางนำ และขยับรางนำเพื่อให้กระจายน้ำมันหล่อลื่นสะอาดทั่วรางนำ (หมายเหตุ: ห้ามใช้น้ำมันหล่อลื่นที่มีความหนืดสูง (จาระบี) เพราะจะทำให้เศษวัสดุและฝุ่นละอองติดรางนำ ทำให้เกิดการสึกหรอและเสียหายของตัวเลื่อนและรางนำ)
วิธีการทำความสะอาดโต๊ะทำงาน: โต๊ะทำงานมีหลายประเภท ได้แก่ โต๊ะทำงานโลหะผสมสังกะสี-เหล็ก โต๊ะทำงานแบบรังผึ้ง โต๊ะทำงานแบบตีนตะขาบ โต๊ะทำงานแบบมีใบมีด และอื่นๆ ขั้นแรก ให้ทำความสะอาดเศษวัสดุจากการทำงานบนโต๊ะทำงาน สำหรับโต๊ะทำงานแบบตีนตะขาบ จำเป็นต้องหยอดน้ำมันป้องกันสนิมเล็กน้อยทุกๆ หกเดือนเพื่อป้องกันสนิม ส่วนโต๊ะทำงานประเภทอื่นๆ ไม่จำเป็นต้องทำ (หมายเหตุ: ห้ามทำความสะอาดโต๊ะทำงานด้วยน้ำ เพราะจะทำให้โต๊ะทำงานเป็นสนิมและเร่งการเกิดออกซิเดชัน)
2. ทำความสะอาดพัดลมดูดอากาศและท่อดูดอากาศอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้สะอาดอยู่เสมอ
วิธีการทำความสะอาดพัดลมดูดอากาศและท่อระบายอากาศ: เมื่อมีควันและฝุ่นละอองจำนวนมากในระหว่างกระบวนการทำงาน จำเป็นต้องทำความสะอาดพัดลม เปิดฝาครอบด้านนอกของพัดลม ขูดฝุ่นที่ติดอยู่บนใบพัดและช่องอากาศด้วยเศษไม้บางๆ จากนั้นใช้ปืนลมแรงดันสูงเป่าฝุ่นออก วิธีการทำความสะอาดท่อระบายอากาศนั้นเหมือนกับวิธีการทำความสะอาดพัดลมดูดอากาศ
(หมายเหตุ: ห้ามมีน้ำเข้าไปในท่อไอเสีย และไม่สามารถต่อขยายไปยังสถานที่ชื้นแฉะ เช่น ท่อระบายน้ำได้)
3. ทำความสะอาดครีบระบายความร้อนของถังเก็บน้ำอย่างสม่ำเสมอ
วิธีการทำความสะอาดครีบระบายความร้อน: หน้าที่หลักของครีบระบายความร้อนคือการระบายความร้อนของน้ำที่ไหลเวียนอยู่ในหลอดเลเซอร์ การระบายความร้อนที่ไม่ดีจะส่งผลโดยตรงต่อกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ ดังนั้นการทำความสะอาดครีบระบายความร้อนจึงมีความสำคัญมาก
ขั้นแรก ให้ใช้แปรงปัดฝุ่นบนครีบระบายความร้อนออก จากนั้นใช้ปืนลมแรงดันสูงเป่าลมเข้าไปในช่องน้ำเข้าเพื่อทำความสะอาดก๊าซ สุดท้ายเทน้ำยาทำความสะอาดครีบระบายความร้อนของเครื่องปรับอากาศลงบนครีบระบายความร้อนเพื่อทำความสะอาด ล้างออกด้วยน้ำและเช็ดให้แห้งก่อนใช้งาน
4. ชิ้นส่วนระบบส่งกำลังเชิงกลของอุปกรณ์จำเป็นต้องหล่อลื่นเดือนละครั้ง
ข้อกำหนดการบำรุงรักษาสำหรับส่วนส่งกำลังเชิงกลของอุปกรณ์: ส่วนส่งกำลังเชิงกลประกอบด้วยล้อซิงโครนัส ตลับลูกปืน ล้อออปติคอล แท่งออปติคอล เป็นต้น ส่วนที่ต้องหล่อลื่นมากที่สุดคือตลับลูกปืน ล้อซิงโครนัส ล้อออปติคอล และแท่งออปติคอลควรได้รับการป้องกันสนิม และตลับลูกปืนที่เชื่อมต่อกันจำเป็นต้องเติมน้ำมันหล่อลื่นสะอาดเดือนละครั้ง
5. ต้องเปลี่ยนน้ำในระบบหมุนเวียนสัปดาห์ละครั้ง
ข้อกำหนดการบำรุงรักษาสำหรับน้ำหมุนเวียน: หน้าที่หลักของน้ำหมุนเวียนคือการระบายความร้อนให้กับหลอดเลเซอร์ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อกำลังและอายุการใช้งานของหลอดเลเซอร์ น้ำหมุนเวียนต้องเป็นน้ำบริสุทธิ์ เพื่อป้องกันการเกิดคราบตะกรันบนผนังด้านในของหลอดเลเซอร์ เมื่อน้ำขุ่น ต้องเปลี่ยนน้ำหมุนเวียน ปริมาณน้ำที่เติมควรอยู่ที่ 2/3 ของถังน้ำ และต้องเติมน้ำหากปริมาณน้ำน้อยกว่า 1/3 มิฉะนั้นหลอดเลเซอร์อาจแตกได้
6. สำหรับอุปกรณ์เลเซอร์ใหม่ ควรควบคุมกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ให้ต่ำกว่า 80%
7. เพื่อยืดอายุการใช้งานของหลอดเลเซอร์ แนะนำให้พักประมาณ 10 นาทีหลังจากใช้งานต่อเนื่อง 5 ชั่วโมง ก่อนที่จะใช้งานอีกครั้ง
8. การบำรุงรักษาหลอดเลเซอร์: สำหรับอุปกรณ์เลเซอร์ใหม่ ควรควบคุมกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ให้ต่ำกว่า 80% เนื่องจากก๊าซในหลอดเลเซอร์ใหม่ค่อนข้างเต็ม และการใช้งานกำลังสูงจะทำให้ก๊าซหมดเร็วและลดอายุการใช้งานของหลอดเลเซอร์ เหตุผลหลักที่ต้องพักประมาณ 10 นาทีหลังจากใช้งานต่อเนื่อง 5 ชั่วโมงคือ การใช้งานหลอดเลเซอร์เป็นเวลานานจะทำให้อุณหภูมิของหลอดเลเซอร์สูงขึ้น ส่งผลให้กำลังไม่เสถียรและลดลง
วันที่เผยแพร่: 27 กุมภาพันธ์ 2569
