الوسم بالليزر الليفي مقابل ليزر ثاني أكسيد الكربون مقابل ليزر الأشعة فوق البنفسجية: أي ليزر يناسب مادتك؟

كثيراً ما يرسل لنا المشترون قائمة بالأجزاء ويسألون سؤالاً واحداً حول الوسم بالليزر الليفي مقابل ثاني أكسيد الكربون مقابل الأشعة فوق البنفسجية: "أي واحد أشتري؟"

لا يتعلق الأمر في الغالب بالواط، بل بنوع المواد المصنوعة منها أجزاؤك. كل ليزر يُصدر "لونًا" مختلفًا من الضوء، يُسمى طوله الموجي.

تمتص كل مادة بعض الأطوال الموجية وتسمح للبعض الآخر بالانعكاس أو المرور. إذا تطابقت المادتان، ستحصل على علامة واضحة وسريعة. أما إذا أخطأت، فلن يُجدي أي قدر من الطاقة نفعًا.

إليكم النسخة المختصرة. الأجزاء المعدنية: ألياف. الخشب، والورق، والكرتون، والجلد، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، ومعظم أنواع الزجاج: ثاني أكسيد الكربون. البلاستيك الأبيض أو الفاتح، والعلامات الدقيقة، والأجزاء الحساسة للحرارة: الأشعة فوق البنفسجية. يوضح الجزء المتبقي من هذا الدليل السبب، مع عينات حقيقية من مختبر HeatSign، والتكاليف، والأخطاء الشائعة، وجدول تفصيلي لكل مادة.

لماذا تحدد المادة نوع الليزر الذي تحتاجه؟

لا يستطيع الليزر تحديد سوى ما يمتصه. تمتص المعادن ضوء الألياف (1064 نانومتر) بشكل أفضل بكثير من ضوء ثاني أكسيد الكربون (10.6 ميكرومتر). يمتص الخشب والورق والزجاج ومعظم أنواع البلاستيك ضوء ثاني أكسيد الكربون بشكل جيد للغاية. أما الأشعة فوق البنفسجية (355 نانومتر) فتمتصها جميع المواد تقريبًا، وتُظهر بقعتها الصغيرة أدق التفاصيل.

تخيل الأمر كضوء الشمس على سيارة سوداء وسيارة بيضاء. السيارة السوداء تسخن لأنها تمتص الضوء.

تبقى السيارة البيضاء باردة لأنها تعكس الضوء. تعمل تقنية الوسم بالليزر بنفس الطريقة، إلا أن "اللون" المهم هو طول موجة الليزر.

المعدن والألياف. يعكس المعدن المصقول معظم ضوء ليزر ثاني أكسيد الكربون. عند درجة حرارة الغرفة، تمتص المعادن ضوءًا أكثر بثلاث مرات تقريبًا عند طول موجي 1 ميكرومتر مقارنةً بطول موجي 10.6 ميكرومتر، وقد تكون هذه الفجوة أكبر بالنسبة للفولاذ. لهذا السبب، يُحدث ليزر الألياف علامات على الفولاذ في ثوانٍ، بينما يترك ليزر ثاني أكسيد الكربون الفولاذ الخام دون تغيير تقريبًا.

المواد غير المعدنية وثاني أكسيد الكربون. يمتص الخشب والورق والجلد والزجاج ومعظم أنواع البلاستيك ضوءًا بطول موجي 10.6 ميكرومتر في طبقة سطحية رقيقة جدًا. وتكون العلامة سريعة ونظيفة. وهذا أيضًا هو سبب احتياج ليزر ثاني أكسيد الكربون إلى عدسات خاصة من سيلينيد الزنك: فالزجاج العادي يمتص الشعاع.

المواد الشفافة والبيضاء والألياف. يمر ضوء الألياف مباشرة عبر الزجاج والبلاستيك الشفافين. أما البلاستيك الأبيض فيعكس معظمه. لذا، يترك ليزر الألياف أثراً ضعيفاً، أو لا يترك أثراً على الإطلاق، إلا إذا كان البلاستيك داكناً أو يحتوي على مادة مضافة خاصة بالليزر (مسحوق ممزوج به ليترك أثراً واضحاً).

الأشعة فوق البنفسجية والتفاصيل الدقيقة. البقعة هي النقطة التي يصطدم بها الشعاع المركز بالجزء. وتصغر كلما قصر الطول الموجي. باستخدام العدسة نفسها ذات البعد البؤري 160 مم، يبلغ قطر البقعة النظري حوالي 12 ميكرومتر للأشعة فوق البنفسجية، و40 ميكرومتر للألياف، و260 ميكرومتر لثاني أكسيد الكربون.

تكون الخطوط الحقيقية أعرض من البقعة بمقدار 1-3 مرات، لكن الترتيب يبقى كما هو. لهذا السبب يُعدّ الأشعة فوق البنفسجية الخيار الأمثل لرموز الاستجابة السريعة الصغيرة والنصوص الدقيقة.

أي نوع من الليزر يجب استخدامه لكل مادة؟

استخدم الألياف للمعادن غير المطلية والمطلية والبلاستيك الداكن. استخدم ثاني أكسيد الكربون للخشب والورق والكرتون والجلد والأكريليك والبولي إيثيلين تيريفثالات والزجاج المزخرف. استخدم الأشعة فوق البنفسجية للبلاستيك الأبيض والفاتح، والنصوص الدقيقة ورموز الاستجابة السريعة على الزجاج والسيراميك والإلكترونيات. عندما يُطلب منك إجراء اختبار أولي، فإن النتيجة تعتمد على نوع ولون المادة.

الخيار الأوليعمل،اختبره أولاً،غير مناسب

استنادًا إلى اختبارات عينات HeatSign وأدلة العمليات المنشورة. تختلف أنواع البلاستيك اختلافًا كبيرًا حسب الدرجة واللون والإضافات، لذا احرص دائمًا على فحص قطعة حقيقية قبل الشراء.

تُظهر الصورة أعلاه غلافين بلاستيكيين أبيضين متشابهين. كلا العلامتين قابلتان للمسح الضوئي. لكن انظر عن كثب: علامة الأشعة فوق البنفسجية أغمق، ذات حواف أكثر حدة وبدون هالة صفراء.

على أنواع أخرى من البلاستيك الأبيض، مثل بعض أنواع البولي أوكسي ميثيلين (POM) والبولي بروبيلين (PP)، لا يترك الليزر الليفي أي أثر تقريباً. وقد أفاد مستخدمون في منتديات الليزر بذلك تحديداً: حيث لم يُحدث ليزر ليفي بقوة 30 واط أي تأثير على البولي أوكسي ميثيلين الأبيض.

يُظهر الزجاج المفاضلة بين ثاني أكسيد الكربون والأشعة فوق البنفسجية. يُحدث ثاني أكسيد الكربون علامة ضبابية بسرعة، ويبدو جيدًا على الأكواب أو الزجاجات. تحت عدسة مكبرة، يمكنك رؤية شقوق صغيرة على طول الحواف، لأن السطح يسخن ويتشقق.

بالنسبة للنصوص الصغيرة، والرموز الشريطية، أو الزجاج الذي يجب أن يبقى متيناً، يُعدّ الليزر فوق البنفسجي الخيار الأكثر أماناً. لمزيد من التفاصيل، اقرأ دليلنا حول مقارنة ليزر ثاني أكسيد الكربون بالليزر فوق البنفسجي على الزجاج والسيراميك.

ما هي نقاط قوة كل نوع من أنواع الليزر؟

تُعدّ الألياف أداةً أساسيةً للمعادن: فهي سريعة وحادة ولا تحتاج إلى صيانة تُذكر. أما ثاني أكسيد الكربون فهو الخيار الأمثل منخفض التكلفة للمواد غير المعدنية وخطوط التعبئة والتغليف. بينما تُعتبر الأشعة فوق البنفسجية الخيار الأمثل للبلاستيك الخفيف والزجاج والتفاصيل الدقيقة، حيث تُشكّل الحرارة أو التباين مشكلةً.

الوسم بالليزر الليفي: متخصصون في المعادن

الوسم بالليزر ثاني أكسيد الكربون: أداة أساسية في تصنيع المواد غير المعدنية

الوسم بالليزر فوق البنفسجي: تفاصيل دقيقة مع حرارة قليلة

كيف تتم مقارنة الألياف الضوئية وثاني أكسيد الكربون والأشعة فوق البنفسجية من حيث التكلفة والسرعة والصيانة؟

تتميز أجهزة الألياف بأقل تكلفة تشغيلية وصيانة شبه معدومة. أما أجهزة ثاني أكسيد الكربون فهي منخفضة التكلفة ومبردة بالهواء، مع أنبوب غاز يُعاد تعبئته بعد عشرات الآلاف من الساعات. بينما تكلف أجهزة الأشعة فوق البنفسجية أكثر قليلاً، وتستهلك أقل قدر من الطاقة، وتحتاج إلى عناية أكبر: فالبلورات تتآكل، وتحتاج الطرازات ذات قدرة 10 واط إلى مبرد مياه.

أحجام البقعة نظرية، لشعاع نموذجي وعدسة 160 مم. أما أرقام الكفاءة والعمر الافتراضي فهي تقييمات من مصنعي مصادر الليزر، وليست ضمانات.

في آلة الوسم، تكون فاتورة الكهرباء منخفضة بالنسبة للأجهزة الثلاثة جميعها. يستهلك ليزر الألياف بقدرة 50 واط بضع مئات من الواط إجمالاً.

تكمن الفروقات الحقيقية في التكلفة في الصيانة، والخردة، ووقت التوقف. لذا، اختر جهاز الليزر الذي يُعلّم مادتك بشكل صحيح من المرة الأولى، ثم قارن الأسعار.

هل يمكن أن يحل ليزر الألياف الضوئية MOPA محل ليزر الأشعة فوق البنفسجية؟

أحيانًا. تتيح لك ألياف MOPA تغيير مدة كل نبضة ضوئية، من بضع نانوثوانٍ إلى عدة مئات منها. وهذا يُنتج علامات سوداء على الألومنيوم المؤكسد، وعلامات سوداء وملونة على الفولاذ المقاوم للصدأ، وعلامات أقل وضوحًا على العديد من أنواع البلاستيك. أما بالنسبة للعلامات الداكنة على البلاستيك الأبيض أو المواد الشفافة أو الزجاج، فلا تزال بحاجة إلى الأشعة فوق البنفسجية.

أحد الدروس التي نلاحظها كثيراً: شراء ألياف ضوئية بقدرة أعلى لا يُنتج علامة سوداء على الفولاذ المقاوم للصدأ. أحد مستخدمي المنتدى الذي يستخدم أليافاً ضوئية قياسية بقدرة 100 واط لم يتمكن من الحصول على علامة سوداء ثابتة. بينما تمكن جهاز MOPA بقدرة 60 واط من الحصول عليها على سكين رخيص.

يُعدّ التحكم في النبضات أهم من الطاقة. راجع ليزر الألياف MOPA من HeatSign ودليلنا حول مقارنة MOPA مع Q-switched.

أي إعداد يناسب حجم إنتاجك؟

تحدد المادة نوع الليزر، بينما يحدد حجم الإنتاج الإعداد. تُنفذ الدفعات الصغيرة باستخدام جهاز تحديد مكتبي. أما الإنتاج اليومي فيضيف حاوية أمان أو محورًا دوارًا أو تجهيزات تثبيت. وتستخدم خطوط الإنتاج المستمرة أشعة ليزر متحركة لتحديد الأجزاء أثناء حركتها.

احسب عدد الثواني المتاحة لكل جزء. ثم اختر قوة كافية لإنهاء المهمة في غضون هذا الوقت، مع ترك هامش أمان. القوة المنخفضة جدًا تُبطئ الخط.

زيادة التكلفة بشكل مفرط تُضيف تكاليف أنت في غنى عنها. إذا لم تكن متأكدًا، فأرسل لنا القطعة المطلوبة والسرعة التي تستهدفها. ستقوم شركة HeatSign باختبارها وإخبارك بالطاقة والإعداد المناسبين لها.

هل تحتاج إلى ليزر واحد أم اثنين؟

إذا كانت أكثر من 80% من قطعك مصنوعة من نوع واحد من المواد، فاشترِ ليزرًا واحدًا لهذا النوع. أما إذا كنتَ تُعلّم قطعًا معدنية، بالإضافة إلى الكراتين، أو الأغلفة الخشبية، أو البلاستيكية البيضاء، فخطط لشراء جهازين: ليزر ألياف ضوئية مع ليزر ثاني أكسيد الكربون، أو ليزر ألياف ضوئية بتقنية MOPA مع ليزر فوق بنفسجي. لا يمكن لأي جهاز بمفرده تغيير الأطوال الموجية.

تتعلم العديد من المحلات هذا الدرس بالطريقة الصعبة. إذ تشتري آلة واحدة "لإنجاز كل شيء"، ثم تضيف آلة ثانية في غضون عام. ويقول مستخدمو منتديات الليزر الذين يمتلكون كلاً من ليزر الألياف وليزر ثاني أكسيد الكربون إنهم ما زالوا يستخدمون كلاً منهما أسبوعياً، لأغراض مختلفة.

ما هي الأخطاء التي يرتكبها المشترون عند اختيار جهاز ليزر للتعليم؟

من الأخطاء الشائعة شراء ثاني أكسيد الكربون للمعادن غير المصقولة، والألياف للبلاستيك الأبيض، واستخدام قوة كهربائية أعلى للألياف للفولاذ المقاوم للصدأ الأسود، وثاني أكسيد الكربون لإزالة الخدوش الصغيرة على الزجاج. وإهمال الأبخرة وتباين الخدوش يؤدي إلى باقي الأخطاء. لذا، يُنصح بإجراء اختبار على عينة حقيقية قبل الشراء لتجنب كل هذه الأخطاء.

هل استخدام الليزر في الوسم آمن؟ العيون والأبخرة والأماكن المغلقة

نعم، عند ضبط الجهاز بشكل صحيح. محطة الوسم المغلقة المزودة بأقفال للأبواب تُصنف ضمن الفئة 1، لذا لا يحتاج المشغلون إلى نظارات واقية. أما الجهاز المفتوح فيُصنف ضمن الفئة 4 ويتطلب نظارات أمان مُصممة خصيصًا لطول موجته. تُصدر جميع أنواع الليزر الثلاثة أبخرة، لذا يُنصح باستخدام جهاز شفط الأبخرة، خاصةً عند العمل على البلاستيك، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، والطلاءات.

الليزر الموجود داخل كل آلة تعليم تقريبًا من الفئة 3B أو 4. الغلاف الكامل المزود بأقفال يجعل الآلة بأكملها من الفئة 1.

إذا فتحت باب الخدمة، فستعود إلى الفئة الرابعة. اقرأ المزيد في قسم علامات الليزر من الفئة الأولى مقابل الفئة الرابعة.

يجب أن تتوافق النظارات مع الطول الموجي. لا توفر النظارات الواقية المصنوعة من الألياف حماية من الأشعة فوق البنفسجية، كما أن النظارات الواقية من الأشعة فوق البنفسجية لا توفر حماية من ضوء الألياف.

اختر نظارات واقية مناسبة لجهاز الليزر الخاص بك، كما هو موضح في دليلنا OD4 مقابل OD6. تأتي أجهزة HeatSign UV مزودة بنظارات واقية من الأشعة فوق البنفسجية.

للتخلص من الأبخرة، استخدم فلتر HEPA للغبار وفلتر كربون للغازات. تحذر إرشادات السلامة الجامعية من أن تسخين مادة PVC يُطلق كلوريد الهيدروجين وغازات سامة أخرى. إذا كان لا بد من وضع علامات على مادة PVC، فاستخدم نظام شفط قوي، مثل جهاز شفط الأبخرة الصناعي.

شاهد كل ليزر أثناء العمل

أين يُركّب ليزر الديود؟

ليزر الديود هو ليزر أزرق أو تحت أحمر منخفض الطاقة، مصمم للنقش على الخشب والجلد لأغراض الهوايات. وهو أبطأ وأقل دقة وأقل متانة من ليزر الألياف أو ثاني أكسيد الكربون أو الأشعة فوق البنفسجية المستخدم في الوسم الصناعي، كما أنه لا يُجيد الوسم على المعادن غير المطلية.

تُعدّ ليزرات الديود شائعة الاستخدام في أجهزة النقش اليدوية المكتبية نظرًا لانخفاض تكلفتها. أما في مجال الوسم الإنتاجي، فهي تفتقر إلى القوة والسرعة ودورة التشغيل (مدة التشغيل المتواصلة) المطلوبة. إذا كنت تُفاضل بين ليزر الديود وليزر ثاني أكسيد الكربون للمواد غير المعدنية، فراجع مقارنتنا.

ما نوع الليزر الذي تستخدمه الصناعات الشائعة؟

تستخدم صناعة السيارات وقطع الغيار المصنعة الألياف. أما تغليف المواد الغذائية والمشروبات والأدوية فيستخدم ثاني أكسيد الكربون للكرتون والبولي إيثيلين تيريفثالات، والأشعة فوق البنفسجية لزجاجات البولي إيثيلين عالي الكثافة البيضاء والأغشية الرقيقة. وتستخدم الإلكترونيات والأجهزة الطبية الأشعة فوق البنفسجية لإزالة العلامات الصغيرة، والألياف أو مادة MOPA للأجزاء المعدنية. كما يستخدم مصنعو الكابلات الألياف والأشعة فوق البنفسجية.

أي آلة من آلات HeatSign تناسب عملك؟

بالنسبة للأجزاء المعدنية، ابدأ بقلم تحديد من الألياف المكتبية. أما بالنسبة للمواد غير المعدنية والتغليف، فاستخدم قلم تحديد ثاني أكسيد الكربون الجلفاني. وللبلاستيك الخفيف والزجاج والعلامات الدقيقة، استخدم قلم تحديد بالأشعة فوق البنفسجية بقوة 5 أو 10 واط. جميعها تعمل بنفس برنامج EZCAD لكتابة النصوص والأرقام التسلسلية والتواريخ والرموز ثنائية الأبعاد.

للأجزاء المعدنية: آلات تعليم بالليزر الليفي،موديلات مكتبية بقدرات 20 و30 و50 واط، تبدأ أسعارها من 1950 دولارًا أمريكيًا، وهي من الفئة 1 المغلقة، وتتوفر بنسخ دوارة ومتحركة. تعمل بالتبريد الهوائي، ولا تحتاج إلى حبر أو غاز.انظر آلات الألياف → للمواد غير المعدنية: آلة تعليم بالليزر CO2،أنبوب معدني بترددات الراديو بقدرة 40 أو 60 واط، عمر افتراضي يزيد عن 20000 ساعة، تعمل بالتبريد الهوائي. سرعة الجلفانو (مرايا سريعة لتوجيه الشعاع) تصل إلى 7000 مم/ث. تبدأ أسعارها من 2900 دولار أمريكي.انظر آلة تعليم CO2 → للبلاستيك الخفيف والزجاج: آلة تعليم بالليزر فوق البنفسجي، 355 نانومتر، بقدرة 5 واط، مبردة بالهواء أو 10 واط، مبردة بالماء. نصوص دقيقة ورموز شريطية على البلاستيك والزجاج والسيراميك. موديلات مكتبية تتراوح أسعارها بين 3000 و5900 دولار أمريكي؛ وتزيد تكلفة القدرات الأعلى والنسخ المتحركة والتصاميم حسب الطلب.انظر آلة تعليم UV →

أسئلة وأجوبة حول الوسم بالليزر: الألياف مقابل ثاني أكسيد الكربون مقابل الأشعة فوق البنفسجية