كتب أحد المشترين عبارة "نقش رقم القطعة بالليزر" على طلب عرض أسعار وأرسله إلى موردين اثنين. وصلت عينة واحدة بعمق شبه معدوم، بينما وصلت الأخرى بعمق 0.1 مم في الفولاذ. وأكد كلا الموردين قيامهما بعملية النقش بالليزر.
إليك الإجابة المختصرة عن الفرق بين النقش بالليزر والحفر بالليزر: النقش بالليزر يُذيب طبقة سطحية رقيقة من المعدن، بينما الحفر بالليزر يُزيل المعدن لإحداث قطع حقيقي. أما التلدين بالليزر فيُغير اللون فقط ولا يُزيل أي شيء. الفرق يكمن في العمق، والعمق يتطلب وقتًا.
يُقدّم لك هذا الدليل جدولًا للأعماق يمكنك الرجوع إليه عند الطلب، وخطوطًا يمكنك نسخها في طلب عرض الأسعار، وأوقاتًا مرجعية للفولاذ والألومنيوم. نحن نصنع علامات من الألياف، وMOPA، وعلامات النقش بالنقاط، لذا سأوضح لك أيضًا متى يكون الليزر غير مناسب.
النسخة المختصرة
- التلدين: تغيير اللون فقط، بدون عمق. سريع، لكنه يتلاشى عند درجة حرارة أعلى من 200 درجة مئوية تقريبًا.
- الحفر: طبقة سطحية منصهرة، من بضعة ميكرومترات إلى حوالي 0.1 مليمتر. ثوانٍ لكل علامة.
- النقش: قطع حقيقي، بعمق حوالي 0.25 مم أو أكثر. يستغرق الأمر من عشرات الثواني إلى دقائق لكل علامة.
- اطلب حسب العمق، وليس حسب الكلمة. يستخدم الموردون مصطلح "النقش" لأعماق تختلف بنحو 50 ضعفًا.
- ادفع فقط مقابل العمق الذي تحتاجه. إذا تم تنظيف القطعة بالرمل أو جلفنتها لاحقًا، فضع علامة عميقة. وإلا، فتكفي علامة سطحية.
الكلمات المستخدمة في هذا الدليل
- علامة التلدين
- يشبه لون الحرارة قرب اللحام، لكنه مُتحكم فيه ليأخذ شكلاً أسود حاداً. لا تتم إزالة أي شيء.
- طاقة النبض
- تعتمد كمية المعدن التي تزيلها كل ومضة من ضوء الليزر على قوة اصطدامها بالسطح.
- رمز مصفوفة البيانات
- رمز شريطي مربع صغير، يشبه إلى حد ما رمز الاستجابة السريعة (QR)، يستخدم لتتبع الأجزاء.
- ليزر MOPA
- ليزر ألياف ضوئية قادر على تغيير طول كل نبضة ضوئية، مما يساعد في إزالة العلامات السوداء والملونة.
ما الفرق بين النقش بالليزر والحفر والتليين على المعدن؟
يُغيّر التلدين بالليزر لون السطح دون إزالة المعدن. أما الحفر بالليزر فيُذيب طبقة سطحية رقيقة، تتراوح سماكتها من بضعة ميكرونات إلى حوالي 0.1 مم. بينما يُبخر النقش بالليزر المعدن، عادةً من عمق 0.25 مم تقريبًا. ويزداد العمق، ثم زمن الدورة، ثم المتانة، بهذا الترتيب.
جميعها تستخدم تقنية الوسم بالليزر. الفرق يكمن فقط في مقدار العمل الذي يقوم به الليزر على السطح.
طريقة | ما يفعله الليزر | ما مدى العمق | حان وقت استخدام رمز مصفوفة البيانات 10 مم |
|---|---|---|---|
التلدين | يسخن السطح حتى يصبح لونه داكناً، مثل لون التسخين قرب اللحام. فترى علامة سوداء ناعمة. | لا أحد | ثوانٍ |
النقش | يذيب طبقة رقيقة علوية. سترى علامة بيضاء أو رمادية أو داكنة، مرتفعة قليلاً. | من بضعة ميكرومترات إلى حوالي 0.1 مليمتر | ثوانٍ |
نقش | يحرق المعدن، طبقة رقيقة واحدة في كل تمريرة. يمكنك الشعور بالقطع بظفرك. | حوالي 0.25 مم وأعمق | من عشرات الثواني إلى دقائق |
هذه هي نفس لوحة الاسم المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، تحمل علامتين مختلفتين. النسخة السوداء مُعالجة حرارياً، أما النسخة البيضاء فهي محفورة. لا تتميز أي منهما بعمق ملموس.
كيف تبدو العلامة المحفورة؟
النقش مختلف. يزيل الليزر المعدن، لذا فإن الأحرف تكون تحت السطح. مرر ظفرك عليها وستشعر بكل حافة.
هذا العمق هو ما يسمح للعلامة المحفورة بالصمود أمام الانفجارات والتآكل الشديد. وهو أيضاً سبب استغراقها وقتاً أطول.
هل يمكنك تلدين كل المعادن؟
لا. عملية التلدين تُجدي نفعاً مع الفولاذ المقاوم للصدأ والتيتانيوم والفولاذ الكربوني. أما الألومنيوم الخام فلا يتحول لونه إلى الأسود عند التلدين.
على الألومنيوم المؤكسد، يمكن لليزر الألياف MOPA أن يصنع علامة داكنة عن طريق تغيير طبقة الأكسدة، كما هو الحال في غطاء الألومنيوم هذا.
علامة ليزر MOPA على الألومنيوم المؤكسد.
لماذا يختلف الموردون حول معنى "النقش"؟
لعدم وجود تعريف موحد. تُشير إحدى الشركات المصنعة لأجهزة الليزر إلى أن عمق النقش يتراوح بين 0.025 و0.127 مم. بينما يصفه موردون آخرون بأنه شبه معدوم، حوالي 0.0025 مم. هذا فرق شاسع يصل إلى 50 ضعفًا، لذا اكتب العمق المطلوب، وليس الكلمة.
قارنا كيف تصف المصادر المعروفة الكلمات نفسها:
مصدر | عمق "النقش" | عمق "النقش" |
|---|---|---|
كيانس | 0.0254–0.127 مم (0.001–0.005 بوصة) | 0.254–1.905 مم (0.01–0.075 بوصة) |
إكسوميتري، بوس ليزر | حوالي 0.0025 مم (0.0001 بوصة)، "عمق ضئيل أو معدوم" | حتى حوالي 0.5 مم (0.020 بوصة) |
ليزراكس | ذوبان سطحي، بدون رسم بياني للعمق | يصل عمق النقش إلى 500 ميكرومتر؛ وعمق يصل إلى بضعة ملليمترات |
لا يوجد خطأ في أي من هذه المصادر. فهي تصف آلات مختلفة ووظائف مختلفة. ولكن إذا كان الرسم الخاص بك يشير فقط إلى "النقش بالليزر"، فقد يقوم المورد بتنفيذه بعلامة أقل عمقًا بخمسين مرة من تلك التي رسمتها.
للمقارنة، يبلغ سمك شعرة الإنسان حوالي 70 ميكرومترًا. يمثل النقش بعمق 2.5 ميكرومتر حوالي 1/30 من سمك الشعرة. أما النقش بعمق 0.1 مليمتر فيمثل أكثر بقليل من سمك شعرة واحدة.
ما مدى عمق كل نوع من أنواع العلامات؟
نفس المقياس. 1 مم = 1000 ميكرومتر. يبلغ طول شعرة الإنسان حوالي 70 ميكرومتر.
علامة الليزر المرجعية
كيف يمكنك تحديد علامة الليزر على الرسم أو طلب عرض الأسعار؟
اكتب أربعة أمور: العملية: التلدين أو إزالة المادة. الحد الأدنى للعمق وكيفية قياسه. نوع الباركود مع الحد الأدنى للدرجة، مثل الدرجة C وفقًا للمعيار ISO/IEC 29158. وكل عملية يمر بها الجزء بعد وضع العلامات.
إليك ثلاثة أسطر يمكنك نسخها وتعديلها:
حاجتك | ماذا أكتب؟ |
|---|---|
الرقم التسلسلي موجود على الفولاذ المقاوم للصدأ، ولم تتم إزالة أي مادة | "معالجة حرارية بالليزر، لون أسود، بدون إزالة أي مادة. ارتفاع الأحرف 2.5 مم. يجب أن تظل العلامة قابلة للقراءة بعد التخميل." |
مصفوفة بيانات يجب أن تصمد أمام عمليات التفجير بالرصاص | "نقش ليزري لمصفوفة البيانات ECC200، 10 × 10 مم. الحد الأدنى للعمق 0.10 مم، تم قياسه باستخدام مقياس العمق. الحد الأدنى للدرجة C وفقًا للمعيار ISO/IEC 29158 بعد السفع الرملي." |
رقم القطعة، تجميلي، مطلي إلكترونياً بعد وضع العلامات | "يُطبع رقم القطعة بالليزر، بأحرف طولها 3 مم. العلامة السطحية مقبولة. يتم طلاء القطعة بطبقة إلكترونية بعد وضع العلامة." |
السطر الأخير هو الأهم. ما يحدث للجزء بعد وضع العلامة هو ما يحدد عمقها. أما تسميتها بالحفر أو النقش فلا يهم.
سيطلب فريق الجودة لديكم تسجيل الدرجة كتابيًا. حتى الرمز الشريطي الذي يُمسح ضوئيًا على الهاتف قد يفشل في عملية التدقيق.
يُعدّ معيار ISO/IEC 29158 طريقة تصنيف العلامات المباشرة على الأجزاء (DPM)؛ راجع كيفية تصنيف رموز مصفوفة البيانات على الأجزاء وفقًا لهذا المعيار. إذا قام المورّد بتصنيف الرمز الشريطي الخاص بك باستخدام معيار ISO/IEC 15415، فاسأله مجددًا. هذا المعيار مخصص للملصقات المطبوعة، وقد يُؤدي إلى رفض علامة ليزرية سليمة.
لست متأكدًا مما يجب كتابته في طلب عرض الأسعار الخاص بك؟
أرسل لنا الرسم، والمواد المطلوبة، وخطوات التشطيب. سنرد عليك بتفاصيل العملية، والحد الأدنى للعمق المطلوب، وعرض سعر.
كم من الوقت تستغرق كل طريقة لكل جزء؟
يستغرق النقش السطحي ثوانٍ معدودة. أما النقش العميق فيستغرق من عشرات الثواني إلى دقائق، وذلك بحسب نوع المعدن. في إحدى التجارب المنشورة، استغرق ليزر MOPA بقوة 20 واط 112 ثانية لنقش مربع أبعاده 5 × 5 مم بعمق 0.2 مم في الفولاذ المقاوم للصدأ.
ما الذي يغير وقت النقش؟
اعتبر كل رقم أدناه نطاقًا مرجعيًا، وليس وعدًا. تتغير سرعة النقش تبعًا لما يلي:
- المعدن. يُزال الألومنيوم أسرع بكثير من الفولاذ. أما النحاس والتيتانيوم فيختلفان في سلوكهما. بالنسبة لليزر، يُعد نوع المعدن أهم من صلابته.
- العدسة. العدسة التي تغطي مساحة أكبر لوضع العلامات تعمل على توزيع طاقة الليزر، وبالتالي تزيل المعدن ببطء أكبر.
- الإعدادات. عدد أقل من التمريرات الأقوى يوفر الوقت ولكنه قد يؤدي إلى انحناء الأجزاء الرقيقة بسبب الحرارة.
- السرعة أم الجودة؟ في الاختبار أعلاه، استغرقت الإعدادات السلسة والخالية من التشويش 375 ثانية، أي ما يقارب ثلاثة أضعاف المدة.
أوقات مرجعية للصلب والألومنيوم
معدلات الإزالة المنشورة لليزر ألياف بقوة 100 واط (عدسة 254 مم). 1 مم³ هو مكعب صغير من المعدن، طول ضلعه 1 مم.
معدن | كمية المعدن المُزال في الثانية | مصفوفة بيانات 10 × 10 مم، عمق 0.1 مم* |
|---|---|---|
فُولاَذ | 0.05–0.11 مم³ | حوالي 45-100 ثانية |
الألومنيوم | 0.41–0.70 مم³ | حوالي 7-12 ثانية |
كيف حسبنا ذلك: حوالي نصف مصفوفة البيانات عبارة عن خلايا داكنة. 10 × 10 مم × 50% × 0.1 مم = 5 مم³. ثم 5 مم³ ÷ معدل الإزالة = الزمن.
هذه حساباتنا الخاصة باستخدام الأسعار المنشورة (Laserax). قد يختلف الجزء الخاص بك. اختبره.
بحسب خبرتنا، يزيل ليزر الألياف حوالي 0.01-0.02 مم لكل تمريرة على الفولاذ، لذا فإن إزالة 0.1 مم تتطلب ما يقارب 5 إلى 10 تمريرات. أما وضع علامة سطحية لنفس رمز مصفوفة البيانات فيتطلب تمريرة واحدة. في إحدى الاختبارات المنشورة، حقق رمز مصفوفة البيانات الموضوع على سطح قطعة مصبوبة تباينًا جيدًا (الدرجة B) في أقل من 10 ثوانٍ.
ماذا يعني ذلك بالنسبة للوردية؟
لنفترض أن كل قطعة تحتاج إلى 60 ثانية إضافية من النقش، وأنك تقوم بنقش 500 قطعة في كل وردية. هذا يعني أكثر من 8 ساعات إضافية: وردية كاملة لآلة واحدة. الطريقة الوحيدة لمعرفة الوقت الفعلي هي اختبار القطعة بنفسك.
هل زيادة قوة الليزر تجعل عملية النقش أسرع؟
نعم، لكن زيادة الطاقة بمقدار 5 أضعاف لا تعني زيادة السرعة بمقدار 5 أضعاف: فقد وجدت إحدى الاختبارات المنشورة أن الليزر بقوة 500 واط أسرع من الليزر بقوة 100 واط بمقدار أقل من 5 أضعاف. بالنسبة للعلامات التي يقل حجمها عن 0.1 مم، فإن 20-30 واط عادةً ما تكون كافية.
لا يُصدر ليزر الألياف ضوءًا متواصلًا، بل يُطلق آلاف الومضات القصيرة كل ثانية، كالمطرقة التي تدق بسرعة فائقة. تُشير القدرة الكهربائية (بالواط) المذكورة على الملصق (متوسط القدرة) إلى إجمالي العمل الذي يُنجزه، وبالتالي تُحدد سرعته. أما قوة كل دقّة (طاقة النبضة) فتُحدد كمية المعدن التي يُزيلها الليزر في كل تمريرة.
لهذا السبب، استطاع ليزر MOPA بقوة 20 واط في الاختبار المذكور أعلاه نقش 0.2 مم، لكنه احتاج إلى عدد أكبر من التمريرات. لا تستثمر في ليزر بقوة 50 واط أو أكثر إلا عند نقش علامات عميقة على أجزاء متعددة.
وظيفتك | ما يناسب عادةً |
|---|---|
الأرقام التسلسلية، والشعارات، وبيانات المصفوفة، والعلامات السطحية على الفولاذ أو الألومنيوم | ليزر ألياف مكتبي بقدرة 20-30 واط |
علامات سوداء على الألومنيوم المؤكسد، لون على الفولاذ المقاوم للصدأ، أجزاء رقيقة يجب ألا تتشوه | ليزر ألياف MOPA (عرض النبضة قابل للتعديل، 2-350 نانوثانية) |
علامات بعمق 0.1 مم أو أعمق على العديد من الأجزاء والقوالب، ونقوش بارزة ثنائية الأبعاد ونصف (أشكال ثلاثية الأبعاد ضحلة) | ألياف بقوة 50 واط أو أكثر، أو ليزر نقش عميق مع محور Z آلي (تتحرك العدسة لأسفل كلما ازداد عمق القطع) |
إذا كان عمق الشق 0.3 مم أو أكثر، فسيتم تنظيف الجزء بالرمل أو جلفنته | قلم تحديد يعمل بالهواء المضغوط، وليس ليزرًا |
ليزر ألياف مكتبي، 20-50 واط.لمعظم العلامات السطحية والأرقام التسلسلية ورموز مصفوفة البيانات على الفولاذ والألومنيوم. 1950-5000 دولار.عرض الجهاز ←
ليزر ألياف MOPA، 30-100 واط.للعلامات السوداء على الألومنيوم المؤكسد، والألوان على الفولاذ المقاوم للصدأ والأجزاء الرقيقة التي يجب ألا تتشوه. 2500-6500 دولار.عرض الجهاز ←
جهاز نقش ليزر عميق (HS-FL35D).محور Z آلي يتبع القطع، للقوالب، والنقوش البارزة ثنائية الأبعاد ونصف، والأرقام التسلسلية العميقة. 2900-3900 دولار.عرض الجهاز ←متى يجب عليك عدم شراء ليزر أكبر؟ إذا كانت القطعة التي تعمل عليها تحتاج فقط إلى علامة سطحية ولا يوجد شيء يقوم بتفجيرها، فإن الطاقة الإضافية ستظل غير مستخدمة.
وإذا كنت بحاجة إلى دقة تتراوح بين 0.3 و0.8 مم، فإن آلة الوسم بالنقاط تُحقق ذلك بتمريرة واحدة، حسب تجربتنا، وبسعر أقل. نقارن بين الطريقتين في الوسم بالليزر والوسم بالنقاط.
هل تخطط لاستخدام جهاز تحديد الخط بالليزر؟
أخبرنا بالقطعة والمادة وكمية الإنتاج اليومية. سيرسل لك فريق المبيعات لدينا المواصفات المناسبة وعرض سعر شامل، بما في ذلك الشحن.
أي طريقة ستنجح في العملية التالية؟
طابق العلامة مع العملية التي تليها. تتلاشى علامات التلدين عند درجة حرارة أعلى من 200 درجة مئوية تقريبًا، وقد تختفي تمامًا عند التخميل. تبقى العلامات المحفورة بعد الطلاء المسحوق والطلاء الكهربائي. يتطلب السفع الرملي نقشًا. يحتاج الجلفنة بالغمس الساخن إلى سمك 0.8 مم تقريبًا، وهو ما يعني عادةً استخدام تقنية التشكيل بالدق.
بعد وضع العلامات | التلدين | النقش | نقش | نقش نقطي |
|---|---|---|---|---|
التسخين فوق حوالي 200 درجة مئوية | يتلاشى | عادة ما يحمل | يحمل | يحمل |
التخميل (الحمض) على الفولاذ المقاوم للصدأ | قد يتلاشى اللون | اختبر أولاً | يحمل | يحمل |
طلاء مسحوقي، طلاء كهربائي | قد يبهت لونه في الفرن | يحمل | يحمل | يحمل |
السفع بالرصاص أو الرمل | تمت إزالته | تمت إزالته | يحفظ إذا كان عميقًا بما فيه الكفاية | يحمل |
الجلفنة بالغمس الساخن | تمت إزالته | تمت إزالته | فقط إذا كان عميقًا جدًا | يثبت عند حوالي 0.8 مم |
هناك مصدران جديران بالمعرفة. تشير شركة ألمانية متخصصة في صناعة الليزر إلى أن علامات التلدين تبقى ثابتة حتى حوالي 200 درجة مئوية، وتختفي عند تجاوز هذه الدرجة. أما بالنسبة للأجزاء الطبية المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، ورقة بحثية صادرة عن شركة Astro Pak حول الأجهزة الطبية التي تحمل علامات الليزر، سبب تلاشي علامات التلدين في حمض التخميل.
إذا كانت قطعك تخضع لعملية الجلفنة أو السفع الرملي أو الطلاء الكثيف، فاقرأ دليلنا حول عمق العلامة اللازمة لتحمل الجلفنة أو السفع الرملي أو الطلاء. يتضمن الدليل حدود العمق لكل نوع من أنواع التشطيبات.
التعليمات
هل النقش بالليزر دائم؟
نعم، إلى أن تتم إزالة السطح بعملية لاحقة. يتحمل التخريش التعامل العادي والزيوت ومعظم الطلاءات. لكنه لا يتحمل السفع الرملي أو التجليخ، لأن هذه العمليات تزيل الطبقة الرقيقة التي يستقر عليها.
هل يمكن لليزر الألياف أن ينقش الفولاذ المقاوم للصدأ بعمق؟
نعم، لكنها عملية بطيئة. في اختبار منشور، تم نقش مربع بحجم 5 × 5 مم وعمق 0.2 مم في حوالي دقيقتين باستخدام ليزر MOPA بقوة 20 واط. أما النقش بعمق يزيد عن 1 مم فيستغرق عدة دقائق أو أكثر، وقد يتعرض الجزء للتشوه.
هل يمكن تلدين الألومنيوم بالليزر؟
لا، لا يُكوّن الألومنيوم طبقة الأكسيد السوداء التي يُكوّنها الفولاذ والتيتانيوم. يُعطي الألومنيوم الخام علامة محفورة بيضاء أو رمادية. أما على الألومنيوم المؤكسد، فيمكن لليزر MOPA أن يُكوّن علامة داكنة.
هل النقش بالليزر أم النقش بالنقاط أفضل للعلامات العميقة؟
بالنسبة للعلامات التي يبلغ عمقها 0.3 مم أو أكثر والتي يجب أن تتحمل عمليات السفع الرملي أو الجلفنة، فإن تقنية النقش بالنقاط عادةً ما تكون أسرع وأقل تكلفة. اختر النقش بالليزر العميق عندما تحتاج إلى قطع ناعم ونظيف، مثل تجاويف القوالب أو الشعارات الدقيقة.
النقش بالليزر مقابل الحفر: اختر العمق أولاً، ثم الآلة
أكثر الأخطاء شيوعًا التي ألاحظها هي طلب المنتج بناءً على الكلمة فقط. فكلمات مثل "حفر" و"نقش" لا تُحدد للمورد عمق النقش المطلوب، وكل 0.1 مم من العمق يُهدر وقتًا في كل قطعة. أما الخطأ الثاني فهو شراء طاقة ليزر لعمق لا تحتاجه القطعة أبدًا.
ابدأ بما يحدث للجزء بعد وضع العلامات. اختر أقل علامة عمقاً تبقى بعد ذلك، واكتب عمقها ودرجتها في طلب عرض الأسعار الخاص بك، واختبر الجزء الخاص بك للحصول على وقت دورة حقيقي.
أرسل إلينا القطعة والمادة وخطوات التشطيب. سنخبرك بالعملية المناسبة، والمدة التقريبية التي تستغرقها، وتكلفة الآلة.
مصادر
- كيانس، "النقش بالليزر مقابل الحفر بالليزر مقابل وضع العلامات بالليزر"
- Xometry، "التعليم بالليزر مقابل النقش مقابل الحفر"؛ Boss Laser، "الحفر بالليزر مقابل النقش بالليزر"
- Laserax، "النقش بالليزر والحفر بالليزر" و"الحفر العميق بالليزر"
- مقال مركز المساعدة الخاص بشركة تروتك بعنوان "النقش العميق على المعادن"
- Trumpf، صفحة تطبيق التلدين بالليزر
- شركة أسترو باك، تعمل على تطوير عملية تخميل فعالة للحفاظ على الأجهزة الطبية التي تحمل علامات الليزر
- رابطة الجلفنة الأمريكية، علامات الأجزاء
- ISO/IEC 29158، دليل جودة علامة الجزء المباشر
