การมาร์กด้วยเลเซอร์
การมาร์กแบ่งได้เป็นสองประเภท ได้แก่ “การมาร์กแบบสัมผัส” และ “การมาร์กแบบไม่สัมผัส” การมาร์กด้วยเลเซอร์ถือเป็นการมาร์กแบบไม่สัมผัส ในส่วนนี้จะอธิบายถึงหลักการทำงานพื้นฐานและคุณสมบัติของการมาร์กด้วยเลเซอร์ รวมถึงตัวอย่างของการมาร์ก
- หลักการทำงานของการมาร์กด้วยเลเซอร์
- ข้อได้เปรียบของการมาร์กด้วยเลเซอร์
- ประเภทย่อยของการมาร์กด้วยเลเซอร์
- ตัวอย่างกระบวนการที่ใช้การมาร์กด้วยเลเซอร์
หลักการทำงานของการมาร์กด้วยเลเซอร์
เราใช้การมาร์กด้วยเลเซอร์สำหรับการมาร์กโลโก้ ชื่อผลิตภัณฑ์ หมายเลขผลิตภัณฑ์ หมายเลขรุ่น และข้อมูลอื่นๆ ลงบนผลิตภัณฑ์ โดยการฉายแสงเลเซอร์ไปที่เป้าหมายเพื่อละลาย สร้างรอยไหม้ ลอก ออกซิไดซ์ ตัด หรือทำให้พื้นผิวของเป้าหมายเปลี่ยนสี เลเซอร์มาร์กเกอร์แบ่งออกได้เป็นสองชนิด ได้แก่ เลเซอร์มาร์กเกอร์ชนิดมาสก์และเลเซอร์มาร์กเกอร์ชนิดสแกน
การมาสก์ (ลำแสงคงที่)
แสงเลเซอร์จะถูกฉายผ่านพื้นผิวของมาสก์ ซึ่งจะเป็นการมาร์กในบริเวณที่แสงเลเซอร์ส่องผ่านเท่านั้น เลเซอร์ชนิดมาสก์มีความเร็วและความละเอียดสูง แต่จะต้องเตรียมมาสก์ที่มีเนื้อหาตรงกับสิ่งที่จะมาร์กล่วงหน้า การมาร์กลวดลายที่หลากหลายจึงสิ้นเปลืองทั้งแรงงานและต้นทุน
การสแกน (ลำแสงเคลื่อนที่)
การสแกนจะฉายแสงชิ้นงานด้วยเลเซอร์ลำแสงเดี่ยว จากนั้นจะทำการมาร์กด้วยการเคลื่อนที่แบบสโตรค กล่าวให้เฉพาะเจาะจงก็คือ กระจกสแกนจะจับ (สแกน)ลำแสงเลเซอร์ที่ถูกยิงออกมาจากออสซิลเลเตอร์ จากนั้นจะยิงไปที่พื้นผิวของชิ้นงานเพื่อทำการมาร์ก วิธีการสแกนทั่วไปสามารถควบคุมได้เพียงแกน X และ Y เท่านั้น จึงสแกนแสงได้บนพื้นผิวเรียบเพียงอย่างเดียว เลเซอร์มาร์กเกอร์ในปัจจุบันสามารถควบคุมความสูงในแนวแกน Z โดยใช้กระจกสแกนได้ ทำให้มาร์กชิ้นงานที่มีรูปทรงหลากหลายได้มากขึ้น
กระจกสแกนเหล่านี้เรียกว่ากระจกแกลแวนอมิเตอร์ ซึ่งระบบที่ใช้งานกระจกประเภทนี้แบบชิ้นเดียวหรือหลายชิ้น เรียกว่า “เครื่องสแกนแกลแวนอมิเตอร์” หรือ “ระบบการสแกนกระจกแกลแวนอมิเตอร์”
ในปัจจุบัน การประยุกต์ใช้งานการมาร์กหลายชนิดเริ่มเป็นที่นิยม และความสามารถที่มีความเร็วสูงของเลเซอร์ชนิดสแกนยังช่วยเสริมจุดด้อยในกระบวนการผลิตอีกด้วย ระบบการสแกนความเร็วสูงที่ให้อิสระในการทำงานมากขึ้นจึงมีเพิ่มขึ้น
ข้อได้เปรียบของการมาร์กด้วยเลเซอร์
ส่วนนี้จะอธิบายถึงข้อได้เปรียบของการมาร์กด้วยเลเซอร์เมื่อเทียบกับการปั๊ม การติดฉลาก การมาร์กร่องลึก และการพิมพ์
การมาร์กความแม่นยำสูง
เลเซอร์มาร์กเกอร์ฉายแสงเลเซอร์ไปยังจุดที่กำหนด ทำให้การมาร์กมีความแม่นยำสูง แม้ตัวอักษรขนาดเล็กก็สามารถระบุได้อย่างง่ายดาย ทำให้ควบคุมคุณภาพได้อย่างน่าเชื่อถือ
การมาร์กไม่เลือนราง
การติดฉลากหรือการพิมพ์อาจเลือนรางหรือหลุดลอก ทำให้ไม่สามารถระบุเนื้อหาที่ถูกพิมพ์ได้ แต่เลเซอร์มาร์กเกอร์นั้นปราศจากข้อกังวลเรื่องการเลือนรางของเนื้อหาที่มาร์ก
วิธีการมาร์กแบบต่างๆ
สามารถใช้เลเซอร์เพื่อทำการมาร์กได้หลากหลายวิธี ทั้งการละลายพื้นผิวและการทำรอยไหม้ การเคลือบผิวและการลอกสี การออกซิไดซ์และการเปลี่ยนสี การเลือกวิธีการมาร์กที่เหมาะสมที่สุดจะทำให้การมาร์กปราศจากความเสียหายไม่ว่าชิ้นงานจะเป็นวัสดุประเภทใดก็ตาม
การมาร์กด้วยความเร็วสูง
การใช้เลเซอร์ที่มีเอาต์พุตสูงจะทำให้เลเซอร์มาร์กเกอร์มาร์กผลิตภัณฑ์ด้วยความเร็วสูงอย่างมีประสิทธิภาพ
ประเภทย่อยของการมาร์กด้วยเลเซอร์
เลเซอร์มาร์กเกอร์สามารถใช้งานได้หลากหลายประเภท รวมถึงงานดังต่อไปนี้
| การลอกสี |
|---|
| วิธีการนี้จะสร้างความเปรียบต่างกับสีของวัสดุฐานโดยการลอกสี พิมพ์บนพื้นผิว หรือเคลือบผิวของชิ้นงาน |
|
|
| ลอกสีออกหรือพิมพ์ลงบนพื้นผิวชิ้นงานเพื่อสร้างความเปรียบต่างระหว่างสีกับวัสดุฐาน |
| การลอกผิว |
|---|
| พื้นผิวของชิ้นงานจะถูกลอก มาร์ก หรือมาร์กร่องลึกด้วยวิธีการใดวิธีการหนึ่ง วิธีการนี้โดยทั่วไปเรียกว่าการมาร์กร่องลึก |
|
|
| พื้นผิวของชิ้นงานจะถูกตัดหรือมาร์กร่องลึก |
| การทำสี |
|---|
| พื้นผิวของชิ้นงานจะถูกทำให้ไหม้ ออกซิไดซ์ หรือทำให้เปลี่ยนสีด้วยแสงเลเซอร์ |
|
|
| พื้นผิวของชิ้นงานจะถูกทำสี ทำให้เกิดบริเวณที่มีความเปรียบต่างสูง |
การทำสีด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ
- การทำให้เกิดฟอง
- การควบแน่น
- การทำปฏิกิริยาคาร์บอน
- การเปลี่ยนแปลงทางเคมี
1. การทำให้เกิดฟอง
เมื่อวัสดุฐานได้รับแสงเลเซอร์ ฟองก๊าซจะเกิดขึ้นใต้วัสดุเนื่องจากผลกระทบจากความร้อนของการแผ่รังสี เมื่อวัสดุกลายเป็นก๊าซ ฟองอากาศจะถูกกักอยู่ภายใต้ชั้นพื้นผิวของวัสดุพื้นฐานเกิดเป็นรอยนูนสีขาว ฟองเหล่านี้มองเห็นได้ชัดเจนบนวัสดุฐานที่มีสีเข้มและทำให้เกิดสีที่ “อ่อนลง”
- (ตัวอย่าง) สีของวัสดุฐาน:
-
- สีดำ→
- เปลี่ยนเป็น สีเทา
- สีแดง→
- เปลี่ยนเป็น สีชมพู
2. การควบแน่น
เมื่อวัสดุฐานดูดซับพลังงานเลเซอร์ ผลจากความร้อนจะเพิ่มความหนาแน่นของโมเลกุล โมเลกุลจะควบแน่นและทำให้เกิดสีเข้ม
3. การทำปฏิกิริยาคาร์บอน
เมื่อพื้นผิวได้รับพลังงานสูง โมเลกุลของธาตุขนาดใหญ่รอบๆ วัสดุฐานจะกลายเป็นคาร์บอนและเปลี่ยนเป็นสีดำ
4. การเปลี่ยนแปลงทางเคมี
“เม็ดสี” ที่วัสดุฐานจะมีไอออนโลหะประกอบอยู่ด้วย การแผ่รังสีของแสงเลเซอร์จะเปลี่ยนโครงสร้างผลึกของไอออนและระดับของน้ำภายในผลึก ด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบของธาตุจึงมีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทำให้เกิดสีขึ้นเนื่องจากความเข้มของเม็ดสีที่เพิ่มขึ้น
ตัวอย่างกระบวนการที่ใช้การมาร์กด้วยเลเซอร์
การมาร์กที่ใช้แสงเลเซอร์เป็นหลักมีขั้นตอนดังนี้ ชนิดของเลเซอร์ที่ใช้งานได้ เช่น เลเซอร์ CO2 เลเซอร์ YVO4 และเลเซอร์ YAG ซึ่งจะใช้ตามประเภทวัสดุและวิธีการมาร์กที่ต้องการ
| งานตัด | วัสดุชิ้นงานหลัก |
|---|---|
| การละลายพื้นผิว | พลาสติก |
| การทำรอยไหม้บนพื้นผิว | กระดาษ พลาสติก |
| การลอกผิว | โลหะชุบ กระดาษที่มีรอยพิมพ์ |
| การออกซิไดซ์พื้นผิว | โลหะ |
| การลอกผิว | พลาสติก โลหะ แก้ว |
| การทำสีพื้นผิว | พลาสติก |
