دستگاه لیزر CO2 در بسیاری از برنامه های کاربردی و روزمره استفاده می شود. درایوهای دیسک نوری، چاپگرها، بارکد خوان ها، ابزارهای پزشکی، دستگاه‌های اندازه‌گیری برد و سرعت، نمایشگرها و البته دستگاه های حک لیزری و برش لیزری رایج ترین کاربردهای آن به شمار می آیند.
تمرکز اصلی ما در این مقاله روی حک لیزری و برش لیزری با منبع لیزر CO2 است که در حکاکی و برش ورق های اکرولیک برای تولید باکس های پلکسی مانند باکس هدیه، جای استند و کاتالوگ و به خصوص تابلوهای پلکسی گلاس نقش مهمی ایفا می کند.
دستگاه لیزر چیست؟
دستگاه لیزر، نوعی دستگاه با تکنولوژی پیشرفته است که می تواند پرتو نور را با طول موج و فرکانس خاصی منتشر کند.
نور مرئی در طیف 380 تا 780 نانومتر قرار دارد اما دستگاه لیزر می تواند نور را تحریک کند تا در طول موج های متفاوتی تابش کند. مثلا دستگاه لیزر CO2 نور مادون قرمز را در طیف 9400 تا 10600 نانومتر می تاباند. درحالیکه، منبع لیزر فایبر می تواند نور لیزر را با طول موج 1064 نانومتر منتشر کند. طول موج نور لیزر مشخص می کند که حک لیزری و برش لیزری را روی کدام مواد می توانید انجام دهید.
دستگاه لیزر CO2 چیست؟
دستگاه لیزر CO2 با تحریک مخلوط گازی متشکل از هلیوم (He)، نیتروژن (N2)، هیدروژن (H2)، زنون (Xe) و دی اکسید کربن (CO2) پرتو لیزر را تولید می کند. این دستگاه برای تحریک مخلوط گاز از دو منبع ولتاژ جریان مستقیم (DC) یا امواج فرکانس رادیویی (RF) استفاده می کند.
مخلوط گاز تحریک شده، «فوتون‌های» بسیار ریزی تولید می‌کند و وقتی این فوتون ها به اندازه کافی تولید شدند، به عنوان یک پرتو لیزر قابل استفاده از دستگاه خارج می‌شوند. در حال حاضر سه نوع دستگاه لیزر CO2 وجود دارد که با توجه به جنس محفظه نگهداری گاز توصیف می شود: شیشه ای، فلزی و سرامیکی. در اصطلاحات حک لیزری، “محفظه لیزر” معمولاً “لوله” نامیده می شود، به عنوان مثال لوله شیشه ای یا لوله فلزی.
منبع لیزر CO2
لوله شیشه ای تنها منبعی است که توسط منبع لیزر با ولتاژ DC تحریک می شود. طراحی لوله های لیزر شیشه ای از زمان ابداع آنها در دهه 1960 تقریباً ثابت مانده است. در حال حاضر، تولید لوله های شیشه ای تقریباً تنها در چین وجود دارد در حالی که اکثر لوله های فلزی و سرامیکی در ایالات متحده آمریکا تولید می شوند.
برای ساخت لوله های لیزر شیشه ای به یک دمنده ماهر نیاز است تا لوله را به درستی شکل دهد به نحوی که در حین کار حتی زمانی که با آب پر می شود، هیچگونه درز و نشتی پیدا نکند و کاملا بسته باقی بماند.
سیستم خنک کننده دستگاه لیزر CO2
به دلیل سهولت انتقال گرما توسط شیشه و استفاده از جریان DC با ولتاژ بالا جهت تحریک مخلوط گاز، تمام لوله های لیزر شیشه ای باید با استفاده از آب یا سیستم خنک کننده آبی خنک شوند. به همین علت، تامین مداوم مایع خنک کننده حین استفاده از این دستگاه لیزر بسیار مهم است.
مناسب ترین سیستم خنک کننده، چیلر آبی است که چرخش مداوم جریان آب سرد با دمای کنترل شده را تضمین می کند. سیستم چیلر آبی مناسب، نه تنها آب را برای خنک کردن لوله به گردش در می آورد، بلکه دمای آب را نیز تثبیت می کند، و به همین دلیل برای خنک کردن دستگاه لیزر نوع شیشه ای بهترین انتخاب است.
تفاوت لوله های لیزر سرامیکی، فلزی و شیشه ای
لوله های لیزر فلزی از یک تیوب فلزی و لوله های لیزر سرامیکی از یک تیوب سرامیکی برای نگهداری گاز استفاده می کنند. به جای استفاده از DC ولتاژ بالا، در لوله های لیزر فلزی و سرامیکی از تکنیکی به نام فرکانس رادیویی (RF) برای تحریک گازها و تولید پرتو استفاده می شود.
استفاده از فرکانس رادیویی نسبت به ولتاژ DC مزایایی زیر را دارد:
- مصرف انرژی کمتر
- کنترل بهتر فرآیند حک لیزری
- طول عمر بیشتر
- خروجی پرتو لیزر با کیفیت بالاتر در مدت زمان طولانی‌تر
- منابع لیزر فلزی و سرامیکی بسته به توان لیزر می توانند با سیستم هوا خنک یا آب خنک به دمای مناسب برسند.
مزایا و معایب لیزر CO2 با لوله شیشه ای برای حک لیزری
معمولا برای بررسی مزایا و معایب یک دستگاه لیزر و مناسب بودن آن برای حک لیزری یا برش لیزری، کیفیت پرتو لیزر تولید شده را در نظر می گیرند. مشخصات فنی متعددی به لیزر CO2 شیشه‌ای کمک می‌کنند که یک پرتو لیزر با قطر بزرگ، معمولاً در حدود 5 میلی‌متر یا کمتر بسته به توان و برند سازنده دستگاه تولید کند که کیفیت مناسبی است.
اما، به دلیل استفاده از ولتاژ DC بالا برای تولید پرتو در لوله لیزر شیشه‌ای، کنترل پالس های خروجی از آن مشکل است. در واقع، تنظیم ولتاژ DC به نحوی که بتوان پالس ها را با سرعت بالایی ساطع کرد، مشکل است. در نتیجه دستگاه لیزر شیشه ای نمی تواند کیفیت حک لیزری مناسبی را به خصوص برای حکاکی تصاویر روی ورق های پلکسی یا باکس های پلکسی تولید کند.
مزایا و معایب لیزر CO2 با لوله فلزی و سرامیکی برای حک لیزری
از آنجایی که منابع فلزی و سرامیکی از فرکانس رادیویی برای تولید پرتو استفاده می‌کنند و این امواج رادیویی را می‌توان خیلی سریع، روشن و خاموش کرد سرعت پالس خروجی در این دستگاه های لیزر بسیار بالاتر از نوع شیشه ای است درنتیجه، کیفیت حک لیزری روی تابلو پلکسی گلاس یا سایر محصولات عالی خواهد بود.
منبع لیزر فلزی دارای الکترودهایی در داخل تیوب فلزی است که فرکانس رادیویی را تولید می کند. منابع سرامیکی دارای الکترودهایی هستند که خارج از لوله نصب شده اند، زیرا RF می تواند از سرامیک عبور کند. وجود الکترود در خارج از مخلوط گاز می تواند پرتو لیزر با کیفیت بهتر و آلودگی کمتری را ایجاد کند.
تیوب فلزی لیزر RF به سادگی یک جعبه فلزی است که از جوش دادن قطعات فلز به یکدیگر ساخته می شود. وجود الکترودها در داخل لوله فلزی می تواند به مرور زمان باعث خراشیدگی و ضعیف شدن جوش ها شود. با ضعیف شدن جوش ها، ممکن است متوجه خروج گاز از تیوب لیزر شوید که منجر به از دست رفتن تدریجی توان لیزر با گذشت زمان می‌شود. بنابراین، لیزر لوله فلزی که در ابتدا با توان 60 وات کار می کرد ممکن است پس از چند سال تنها 55 وات خروجی دهد.
دستگاه لیزر CO2 سرامیکی از به هم پیوستن دو تیوب سرامیکی با هم در دمای 800 درجه سانتیگراد ساخته می شود. این فرآیند نه تنها به دلیل گرمای شدید استفاده شده، هر تیوب را از هر گونه آلودگی پاک می کند، بلکه یک لوله جامد و یکنواخت بدون هیچ گونه درزی تولید می کند و درنتیجه احتمال نشتی و خروج گاز از آن وجود ندارد. در دستگاه لیزر سرامیکی، کیفیت پرتو و طول عمر لوله لیزر بسیار بالا است و مزیت آن برای حک لیزری روی ورق های پلکسی گلاس، شامل حکاکی جزئیات ریزتر به همراه پالس‌های سریعتر می شود. در نتیجه، حکاکی با جزئیات زیاد می‌تواند با سرعت بسیار بالایی انجام شود.
از چه نوع منبع لیزری می توان برای برش لیزری ورق های پلکسی گلاس استفاده کرد؟
همانطور که می بینید، ویژگی های زیادی در مورد دستگاه لیزر وجود دارد که باید مورد بررسی قرار گیرد. انتخاب منبع لیزری که بهترین کارایی را برای شما داشته باشد به هدف نهایی تان از خرید دستگاه بستگی دارد. ساده ترین راه برای خرید بهترین گزینه این است که خرید خود را بر اساس نیاز به دستگاهی برای حک لیزری و یا برش لیزری انجام دهید.
بهترین دستگاه لیزر برای برش لیزری
اگر فقط می خواهید ورق های پلکسی را برش لیزری دهید، تفاوت چندانی در خرید دستگاه شیشه ای با ولتاژ DC یا دستگاه سرامیکی و فلزی با منبعRF وجود ندارد و هر سه نوع دستگاه، کیفیت عالی برای برش لیزری خواهند داشت. البته اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم، دستگاه لیزر با منبع RF ممکن است بتواند حک لیزری را کمی سریعتر از منبع DC انجام دهد. نکته دیگر، توان مورد نیاز برای برش لیزری است که هنگام خرید دستگاه باید در نظر بگیرید.
برای برش محصولاتی مانند کاغذ که لایه بسیار نازکی است، پرتو لیزر باید روی توان بسیار کم تنظیم شود. در این شرایط، لیزرهای شیشه ای DC چندان مناسب نیستند زیرا در کنترل تنظیمات با توان کمتر از 10 درصد مشکل دارند، بنابراین ممکن است برای برش لیزری محصولات حساس به یک تیوب سرامیکی یا فلزی با منبع RF نیاز باشد.
بهترین دستگاه لیزر برای حک لیزری
اگر دائماً در حال حک لیزری عکس، متن و لوگو روی باکس های پلکسی یا نمونه کارهای پلکسی دیگر هستید، دستگاه لیزر با منبع RF بهترین انتخاب شما خواهد بود. هرچند منبع شارژ DC نیز می تواند حک لیزری را با کیفیت رضایت بخشی انجام دهد، اما منبع شارژ RF هم کیفیت حک لیزری بسیار بالاتر و هم سرعت پردازش سریع تری دارد.
چه نوع دستگاه لیزری برای حک لیزری ورق پلکسی بخریم؟
اگر می خواهید بدانید کدام نوع دستگاه لیزر برای حک لیزری ورق های پلکسی مناسب تر است باید فاکتور هایی که روی قیمت خرید و بازگشت سرمایه (ROI) دستگاه لیزر تاثیر می گذارد را بررسی کنید. این فاکتورها عبارتند از:
طول عمر دستگاه لیزر
دستگاه لیزر با منبع DC (لوله شیشه ای) معمولاً با طول عمر 1000-2000 ساعت ساخته می شوند که با در نظر گرفتن 40 ساعت کار در هفته حدود 1 تا 2 سال دوام می آورند. تقریباً تمام تولید کنندگان لیزر CO2 شیشه ای در چین هستند بنابراین، مهم است که به دنبال تولید کننده ای با کیفیت باشید تا از طولانی بودن طول عمر دستگاه اطمینان حاصل کنید.
در مورد طول عمر دستگاه های لیزر با منبع RF، تفاوت کمی بین طول عمر لیزرهای لوله فلزی و سرامیکی وجود دارد. لیزر لوله فلزی بسته به توان تولیدی و چندین متغیر دیگر می تواند 4-6 سال دوام بیاورد، در حالی که لیزر لوله سرامیکی می تواند طول عمر کمی طولانی تر حدود 5-7 سال داشته باشد.
اندازه دستگاه لیزر
یکی از عوامل مهم هنگام تصمیم گیری خرید سیستم های لیزری، اندازه دستگاه است. بسیاری از کارگاه های تولید کننده باکس پلکسی یا تابلو پلکسی پر از تجهیزات، ورق های اکرولیک و سایر ابزارهای مورد نیاز برای حک لیزری و برش لیزری هستند و احتمالا فضای در دسترس برای قرار دادن دستگاه لیزر تعیین می کند که روی چه سیستمی می توانند سرمایه گذاری کنند.
اندازه دستگاه های لیزر DC معمولاً به دلیل استفاده از لوله شیشه ای، بزرگتر از انواع دیگر لیزر CO2هستند. طول میانگین یک لیزر شیشه ای 60 تا 80 وات حدود 47-49 اینچ است، درحالیکه یک منبع RF فقط حدود 20 اینچ، طول دارد که بسیار کوچکتر است.
تعمیر و نگهداری لوله لیزر و سیستم خنک کننده
برای خنک کردن دستگاه های لیزر CO2 از چیلر استفاده می شود. تعمیر و نگهداری چیلر چندان سخت و هزینه بر نیست و فقط شامل تخلیه و پر کردن سیستم هر شش ماه تا یک سال می شود.
معمولا تعداد دفعات مورد نیاز برای تعویض تیوب لیزر شیشه ای با منبع DC در یک بازه زمانی مشخص نسبت با لوله های سرامیکی و فلزی با منبع RF بیشتر است و تقریبا باید هر یک یا دو سال یکبار تعویض شوند. از طرفی، هزینه متوسط برای تعمیر یا پر کردن لوله دستگاه لیزر با منبع RF نسبت به منبع DC بسیار بیشتر است.
قیمت دستگاه لیزر برای حک لیزری
به طور خلاصه، دستگاه لیزر CO2 با منبع DC قیمت پایین تری نسبت به منبع RF در بازار دارد. با اینحال به علت هزینه تعمیر و نگهداری بیشتر و همچنین کیفیت حک لیزری کمتر، بسیاری از تولید کنندگان باکس و تابلو های پلکسی ترجیح می دهند از دستگاه های لیزر با منبع RF استفاده کنند. زیرا هم کیفیت حک و برش لیزری با آنها بهتر است و هم در طولانی مدت در هزینه آنها صرفه جویی خواهد شد. درنهایت باید گفت، انتخاب بهترین دستگاه لیزر صرفاً باید براساس بودجه، نیازهای کاربردی و کیفیت کار انجام شود.
سایت شیت شاپ به عنوان عرضه کننده بهترین محصولات پلکسی از جمله باکس پلکسی هدیه، تابلو پلکسی، جای استند و کاتالوگ و غیره، امکان حک لیزری تصاویر، لوگو و هر نوع تصویر یا آرم دیگری را مطابق با نیازهای شما دارد. در صورت نیاز به ثبت سفارش می توانید نمونه کارهای پلکسی ما را مشاهده کرده و برای اطلاع از قیمت پلکسی با ما تماس بگیرید.
https://www.engraversjournal.com/articles/online/co2-laser-sources
