Fiber Lazer Markalama Maşınlarının Metal Səthlərdə Daimi İşarələr Yaratması

Əlimi Əsasında Lifli lazer işarələmə maşınları Metal Səthlərlə Qarşılıqlı Əlaqə

Metal Səthlərdə Lazerin Daimi İşarələr Yaratmasının Elmi Əsası

Fiber lazer markirovka maşınları, metallərin maşının 1064 nm dalğa uzunluğunda şüasını udması nəticəsində səthlərdə daimi dəyişikliklər yaradaraq işləyir. Bu güclü işıq materiala dəyəndə, həqiqətən də elektronları həyəcanlandırır ki, bu da NMLaser tərəfindən 2024-cü ildə aparılan tədqiqatlara görə təxminən 10.000 dərəcə Selsi temperatur yaradır. Növbəti mərhələ olduqca maraqlıdır - enerjinin sürətli ötürülməsi metallın mikroskopik səviyyədə görünüşünü dəyişdirir, lakin digər hər şeyi toxunulmaz saxlayır. Bu proses metalın səthində ya oksidləşmə təbəqələri, ya da uzun müddət ərzində aşınma və soyulmalara davamlı olan kiçik oyuqlar yaradır.

Lazer-Material Qarşılıqlı Təsir Prosessi: Oksidləşmə, Ərimə və Buxarlanma

Markirovka zamanı metal səthlər üç ardıcıl termal transformasiyadan keçir:

1. Oksidasiya : Səth atomları atmosfer oksigeni ilə reaksiyaya girir və tünd, davamlı oksid təbəqələri yaradır.
2. Ərimə : Nəzarətli şüa təsiri səthi qatları (0.01–0.5 mm dərinlikdə) əridir, bu da qravir və köpüklənmə effektləri üçün idealdır.
3. Buxarlanma : Güclü impulslar materialı dərhal qaynadaraq dərin gravировка etməyə imkan verir.

Bu nəzarətli termal zəncir, nişanların turşu vannaları və aşındırıcı qumla təmizləmə kimi sərt sənaye təmizləmə proseslərinə davam gətirməsini təmin edir.

Yüksək intensivlikli lifli lazer şüalarının səth modifikasiyasındakı rolu

Müasir lifli lazerlər cO2 sistemlərindən 3–5 dəfə yüksək şüa sıxlığı nöqtələrə qədər 1 MW/sm²-ə qədər enerji toplayaraq 20 mikron kimi kiçik nöqtələrə koncentrasiya edir. Bu dəqiqlik iki əsas ablasiyadan olmayan effektlər yaratmağa imkan verir:

• Normalizasiya : İstiliyə bağlı oksid təbəqələrinin böyüməsi yüksək kontrastlı, korroziyaya davamlı nişanlar yaradır.
• Köpükləmə : Ərimiş zonalarda tutulmuş qaz baloncukları qaranlıq metallarda görünən kontrast yaratmaq üçün işıq saçılmasını artırır.

Bu mexanizmlər konstruksiyanın bütövlüyünü saxlamaqla daimi identifikasiya əldə etməyə imkan verir.

Ablasiya və termiki emal: metallar üzərində nişanlama mexanizmlərini başa düşmək

• Ablasiya : Buxarlaşma yolu ilə 10–200 µm materialın udulmasını təmin edir, alüminium və polad üzərində dərin nömrələrin işarələnməsi üçün əlverişlidir.
• Normalizasiya : Ərimə nöqtəsinin altında nəzarətli istiliyin tətbiqi ilə rəngli oksid təbəqələrinin yaranmasını təmin edir, ümumiyyətlə səth möhkəmliyinin saxlanması tələb olunan cərrahi alətlər üçün istifadə olunur.

Hər iki üsul davamlı nəticələr verir və daimiliyi ASTM B117 duz buxarı testləri ilə təsdiqlənmişdir və 500-dən artıq saatdan sonra görünmə itkisinin 5%-dən az olduğunu göstərir.

Metal üçün Lifli Lazer Qeyd Etme Maşınlarının Əsas Texnologiyası

Lifli Lazer Qeyd Edicilərin Necə İşlədiyi: Əsas Komponentlər və Şüa Təchizatı

Fiber lazer markalama maşınlarının əsasında üç əsas hissə durur: birincisi, həqiqi lazer mənbəyidir. Sonra, əksər sihirin baş verdiyi iterbi ilə doplanmış fiber optik rezonator gəlir. Və sonuncu olaraq, şüa təchizatını idarə edən qalvanometr sistemi var. Lazer diodları işə başlatsın ki, onlar doplanmış liflərin daxilində gücləndirilən işıq yaratsın və nəticədə metal səthlər üzərində 5-dən 10 mikrometrə qədər dəqiqliklə hədəfələrə dərəcəsi olan təxminən 1064 nm şüa alınır. Bu sistemləri belə effektiv edən, skaner güzgülləri istifadə edərək bu şüanın necə dəqiq istiqamətləndirilə bilməsidir. Çünki bu proses markalanacaq materiallarla fiziki təmas nəzərdə tutmur, buna görə də alətin aşınması ilə bağlı heç bir problem yoxdur. Bundan əlavə, bu maşınlar elektro-optik səmərəliliyin təxminən 28% səviyyəsində işləyir ki, bu da keçən il Fotonika Jurnalında dərc olunan tədqiqata əsasən ənənəvi CO2 lazerlərindən təxminən üç dəfə üstündür.

Metal emalında Fiber Lazerlərin Dəqiqliyi və Şüa Keyfiyyəti

M kvadrat dəyərini 1.1-dən aşağı saxlayan liflər markalanması üçün qədər kiçik detalları markalamağa imkan verir ki, bu da 0.005 mm-ə bərabərdir və bu, məsələn, təyyarələrdə istifadə edilən hissələrin nömrələnməsi və tibb avadanlıqları üçün lazım olan unikal cihaz identifikatorlarının yaradılması üçün olduqca vacibdir. Pulsed fiberlərdən istifadə edərkən operatorlar 1 ilə 200 kHs arasında tezlikləri tənzimləmə imkanına malikdirlər, bu da materiallara enerjinin necə yerləşdirildiyinə nəzarət etməyə imkan verir. Bu isə nəticədə paslanmayan polad səthlərdə nəzarət dərinliyinin təxminən artı və ya eksi 0.002 mm dəqiqliklə saxlanmasına səbəb olur. Bu cür yeni texnologiyaların fərqli cəhəti onlardır ki, istilik təsir sahəsini köhnə sistemlərlə müqayisədə təxminən 40 faiz azaldırlar və 2023-cü ildə Ponemon İnstitutunun tədqiqatı göstərir ki, bu cür sistemlər çətin şəraitdə belə kontrast səviyyəsini təxminən 98,5% saxlayırlar.

Niyə Liflər CO2 və Ulduztutan şüalarından metalların markalanmasında daha yaxşıdır

Liflər metalların markalanmasında aşağıdakı üç üstünlüyə görə üstünlük təşkil edir:

• ماده ای تطابق : 1064 nm dalğa uzunluğu alüminium və poladın təqribən 80%-ni udur, bu da CO2 lazerlərin <15% səmərəliliyindən xeyli artıqdır.
• İstismar Effektivliyi : 70 Vt lifli lazer 100 Vt CO2 sistemindən 2,5 dəfə sürətli metal işarələyir və 30% az elektrik enerjisi istehlak edir.
• Dayanıqlılıq : Lifli lazer işarələri 500 saata qədər duz buxarına davam edir (ASTM B117), bu da polimerlərdən UV-lazer ablasiyasını üç dəfə üstələyir.

Sənaye məlumatları lampalı nasosdan lif sistemlərinə keçid zamanı ümumi mülkiyyət xərclərində 23% azalma göstərir, bu da 100.000 saata qədər ömrü olan diaodlar və istehlak materiallarının olmaması ilə əlaqədardır (2024-cü il istehsalat meylləri hesabatı).

Lazer işarələmə və ya gravировка: daimi metal identifikasiyası üçün metodlar

Metal səthlərdə lazer işarələmə, gravировка və dağlama terminlərinin təyini

Lifli lazer sistemləri metal identifikasiyası üçün üç əsas metoddan istifadə edir:

• Lazer nişanlaması : Materialı buxarlandıraraq (0,02–1 mm dərinlikdə) çökək oluklar yaradır, bu da ən yaxşı halda sənaye hissələrinin nömrələnməsi üçün uyğundur.
• Lazər nişanlanması : Sıxmaz polad üzərindəki loqotiplər üçün tez-tez istifadə olunan sığ toxumalar yaratmaq üçün səthləri əridər.
• Lazer işarələmə : Materialın çıxarılmadan səth kimyasını dəyişir, tibbi alətlər üçün ideal olan yüksək kontrastlı rəng dəyişiklikləri yaradır.

Texnikalar arasındakı dərinlik, davamlılıq və tətbiq fərqləri

Qravirəmə maksimum dərinlik təmin edərkən, müasir lifli lazer markerləri kimyəvi təsirlərə qarşı daha davamlı olan alüminium ərintilərində dərin qravirəmələrə nisbətən daha yaxşı subsəth oksidləşmə təbəqələri yarada bilər.

Sənaye Baxışı: 'Qeyd etmək' 'Gravir etməkdən' Daha Dərin Daimiliyə Uğur Qazanır

2023-cü ildə aviason materialları ilə bağlı dərc olunan tədqiqata əsasən, anodlaşdırma yolu ilə yaradılan laser izləri mexaniki gravir üsulları ilə hazırlanmış izlərə nisbətən duz səpələmə testləri zamanı təxminən yarım il daha uzun davam edib. Səbəb nədir? Liflərən laserlər əslində səthdən materialı kəsmək əvəzinə səthin altında qoruyucu oksid təbəqələri yaradır. Təyyarə mühərriklərinin daxili hissələri üçün bu çox vacibdir, çünki səthin bütövlüyünü saxlamaq zamanla yarana biləcək təhlükəli gərginlik çatları qarşısını almağa kömək edir. Çoxsaylı təyyarə komponentləri istehsalçıları artıq FAA standartlarına uyğun olaraq izlənilməsi tələb olunan titan hissələrlə işləyərkən struktur bütövlüyünü saxlamaq üçün laserla qeyd üsullarına keçid edirlər.

Metal Üzərində Fiberoptik Laser İzlərinin Davamlılığı və Sənaye Tətbiqləri

Fiberoptik laser izləri sənaye metallarının identifikasiyası üçün bənzərsiz daimiliyi təmin edir. Tədqiqata əsasən, International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2023), bu işarələr dəqiq sənaye istifadəsi müddətində 15 ildən sonra 99,8% oxunaqlıq saxlayır - bu da inkjet çap və kimyəvi təsirlərdən daha yaxşı nəticədir.

Metal səthlərə daimi işarələmənin uzun müddətli performansı

Fiber lazer dəyişiklikləri atom səviyyəsində baş verir, aşınmaya, sənaye təmizləməsinə və UV parçalanmasına qarşı davamlı oksidləşmə təbəqələri və ya mikro toxunmalar yaradır. Onların davamlılığı DIN EN ISO 6402-2 standartları altında sertifikatlaşdırılmışdır və missiya-əsaslı tətbiqlərdə uzunmüddətli etibarlılığı təsdiqlənmişdir.

Ətraf mühitin stres amillərinə qarşı davamlılıq: istilik, nəmlik və kimyəvi maddələr

NASA-nın testi (2022) titan ərintilərinə fiber lazer işarələrinin aşağıdakı şərtlərdən sonra tam oxunaqlı qaldığını təsdiqlədi:

• 650°C temperaturda 2000 saat
• Sahil şəraitində 50 il saxlanmanı simulyasiya edən duzlu su spreyinə məruz qalma
• Hidravlik mayelər və aviatsiya yanacağına batırılma

Bu nəticələr ekstremal iş şəraitində fiber lazer işarələrinin uyğunluğunu göstərir.

Tədqiqat işi: Lifli lazer markerlərdən istifadə edərək aviakosmik komponentlərin izlənməsi

50 Vt güclü lifli lazerlə işarələnməsi ilə əvəz edildikdən sonra aparıcı türbin istehsalçısı hissələrin izlənməsini 40% yaxşılaşdırdı. İşarələmələr təyyarə mühərrikinin komponentlərində 10.000-dən artıq termal tsiklə davam gətirdi və 0,1 mm-dən kiçik dəqiqliklə skan edilməyə hazır qaldı.

Tədqiqat işi: Alüminium qutular üzərində yüksək kontrastlı seriya nömrələrinin işarələnməsi

120 kHs tezlikdə impulsun optimallaşdırılması və köməkçi qazlardan istifadəsi ilə elektronika istehsalçısı anodlaşdırılmış alüminium üzərində ağ işarələmələr əldə etdi. Bu işarələmələr IPC-650 yapışma testlərini keçdi və aşağıdakı testlərdən sonra da saxlanıldı:

• 500-dən artıq sənaye həlledicilərlə silinmə
• 10 illik kənarında istifadə sınaqları
• 100 QHs-dək elektromaqnit müdaxiləsi testi

Müxtəlif metallar üçün lazer parametrlərinin optimallaşdırılması və gələcək tendensiyalar

Metal üzərində lifli lazer qravirinin dərinliyi və kontrastı üzərində güc parametrlərinin təsiri

Lazer gücü birbaşa nişan dərinliyini və görünənliyini təsir edir. Nördən polad üzərində, yüksək güc (20–50 Vt) dərin ablasiya və nəzarətli oksidləşməni təmin edərək yüksək kontrastlı nəticələr verir. Alüminium üçün isə aşağı güc (5–15 Vt) istifadəsi səthin bütövlüyünü saxlayarkən oxunaqlı anil markalarının qoyulmasını təmin edir və eyni zamanda əyilməni qarşısını alır.

Müxtəlif metallar üçün impuls tezliyinin və nişanlama sürətinin optimallaşdırılması

Yüksək tezliklər alüminium kimi istilik keçiriciliyi yüksək olan materiallarda artıq qızmanı qarşısını alır, halbuki daha yavaş sürətlər paslanmayan poladda effektiv oksidləşmə üçün kifayət qədər enerji yığımını təmin edir.

Paslanmayan Polad və Alüminium Nişanlamaq Üçün Parametr Etalonları

Pasilərə qarşı davamlı seriya nömrələrini istehsal etmək üçün, adətən, 80% tənzimləmə ilə 30 Vt gücdən istifadə olunur. Əksinə, alüminiumda FDA tələblərinə uyğun nişanlama 120% tarama aralığı ilə 10 Vt gücdən istifadə edərək həyata keçirilir və istilik deformasiyası minimuma endirilir.

Müasir Lazer Nişanlama Maşınlarında Süni İntellekt Əsaslı Parametr Optimizasiyası

Maşın öyrənmə alqoritmləri artıq əl ilə tənzimləmədən 34% daha sürətli optimal parametrləri proqnozlaşdırır (LaserTech Jurnalı, 2024). İnteqrasiya edilmiş vizual sistemlər real vaxtda material tərkibini və səth emalını analiz edərək dəyişkən istehsal partiyaları üzrə nişan keyfiyyətini sabit saxlamaq üçün parametrləri avtomatik olaraq tənzimləyir.

Gələcək Strategiya: Avtomobil və Tibbi Cihaz İstehsalında Tətbiqlərin Genişləndirilməsi

Avtomobil istehsalçıları VIN nişanlamada mühərrik bloklarında lifli lazerlərdən istifadə edirlər, onların daimiliyindən və ekstremal şərtlərə davamlılığından yararlanırlar. Tibbi sektorda isə submikron dəqiqlik cərrahiyyə alətlərində çoxillik avtoklav dövrlərini də davam edən dayanıqlı identifikatorların yaradılmasına imkan verir, bu da tənzimləyici müvafiqliyi və xəstə təhlükəsizliyini təmin edir.

SSS

Lifli lazerləri metalların nişanlanmasında nə üçün əlverişli edir?

Lifli lazerlər yüksək dəqiqlik və səmərəliliyi təmin edir və 1064 nm dalğa uzunluğu alüminium və polad kimi metallar tərəfindən yaxşı udulur, nəticədə möhkəm və dayanıqlı nişanlar alınır.

Lifli lazer nişanları davamlılıq baxımından necə müqayisə olunur?

Lifli lazer nişanları davamlılıqları ilə tanınır və sənaye istifadəsində 15 ildən artıq müddət keçdikdən sonra belə 99.8% oxunaqlığını saxlayırlar. Bu nişanlar istiliyə, nəmə, kimyəvi maddələrə və digər ətraf mühit təsirlərinə davamlıdır.

Lazer nişanlama, dərin nişanlama və kimyəvi dağlama arasında əsas fərqlər nələrdir?

Lazer qeyri-materyalın buxarlaşdırılması ilə olukların yaranmasını, kimyəvi təsir isə yüngül teksturlar üçün səthin əriməsini nəzərdə tutur, işarələmə isə yüksək kontrastlı rəng dəyişikliyi üçün materyalın çıxarılması olmadan səthin kimyəvi tərkibini dəyişdirir.

Sənaye nə üçün CO2 və UV lazerlərinə nisbətən lifli lazerləri üstün tutur?

Lifli lazerlər daha yaxşı materyal uyğunluğu, iş səmərəliliyi və bir çox tətbiqlərdə CO2 və UV lazer həllərini üstələyən işarələrin davamlılığı səbəbindən tərcih edilir.

İİ lazer işarələmə səmərəliliyinə necə təsir edir?

İİ sistemləri əl ilə tənzimləmədən daha sürətli lazer parametrlərini optimallaşdırır və müxtəlif materyallar və şəraitlər üzrə işarələmə proseslərində dəqiqliyi və sabitliyi artırır.