Nguyên tắc cơ bản của hệ thống đánh dấu laser là chùm tia laser liên tục năng lượng cao được tạo ra bởi máy phát laser và tia laser tập trung tác động vào vật liệu in, khiến vật liệu bề mặt tan chảy hoặc thậm chí bốc hơi ngay lập tức. Bằng cách kiểm soát đường đi của tia laser trên bề mặt vật liệu, có thể tạo ra các dấu hiệu đồ họa và đồ họa cần thiết.
Đánh dấu bằng laser có đặc điểm là xử lý không tiếp xúc, có thể đánh dấu trên bất kỳ bề mặt có hình dạng đặc biệt nào mà không bị biến dạng và ứng suất bên trong. Thích hợp để đánh dấu các vật liệu như kim loại, nhựa, thủy tinh, gốm sứ, gỗ, da, v.v.
Hệ thống đánh dấu chế độ mặt nạ
Đánh dấu mặt nạ còn được gọi là đánh dấu chiếu. Hệ thống đánh dấu mặt nạ bao gồm laser, mặt nạ và thấu kính hình ảnh. Nguyên lý hoạt động của nó là chùm tia laser được mở rộng bằng kính viễn vọng được chiếu đều lên mặt nạ được tạo trước và ánh sáng được truyền từ không gian được chạm khắc. Hoa văn trên tấm mặt nạ được chụp ảnh đến phôi (mặt phẳng tiêu cự) thông qua thấu kính. Thông thường, mỗi xung có thể tạo thành một điểm đánh dấu. Bề mặt của vật liệu được chiếu bằng laser được làm nóng nhanh để bốc hơi hoặc tạo ra phản ứng hóa học và màu sắc thay đổi để tạo thành các dấu hiệu rõ ràng và dễ phân biệt. CO2 laser và laser YAG thường được sử dụng để đánh dấu chế độ mặt nạ. Ưu điểm chính của đánh dấu chế độ mặt nạ là một xung laser có thể tạo ra một dấu hoàn chỉnh bao gồm nhiều ký hiệu cùng một lúc, do đó tốc độ đánh dấu nhanh. Đối với số lượng lớn sản phẩm, có thể đánh dấu trực tiếp trên dây chuyền sản xuất. Nhược điểm là tính linh hoạt kém và sử dụng năng lượng thấp.
Hệ thống đánh dấu mảng
Nó sử dụng một số tia laser nhỏ để phát ra các xung cùng một lúc. Sau khi đi qua gương phản xạ và thấu kính hội tụ, một số xung laser sẽ phá hủy (làm tan chảy) các hố nhỏ có kích thước và độ sâu đồng đều trên bề mặt vật liệu được đánh dấu. Mỗi ký tự và hoa văn được tạo thành từ các hố đen tròn nhỏ này, thường là 5 điểm theo các nét ngang và 7 điểm theo các nét dọc, do đó tạo thành một mảng 5 × 7. Nhìn chung, RF công suất thấp được kích thích CO2 laser được sử dụng trong đánh dấu mảng, tốc độ đánh dấu của nó có thể đạt tới 6000 ký tự / mu. Do đó, nó đã trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho việc đánh dấu trực tuyến tốc độ cao. Nhược điểm của nó là nó chỉ có thể đánh dấu các ký tự ma trận điểm và chỉ có thể đạt độ phân giải 5 × 7, không thể đánh dấu các ký tự tiếng Trung.
Hệ thống quét đánh dấu
Hệ thống đánh dấu quét bao gồm máy tính, laser và cơ chế quét XY. Nguyên lý hoạt động của nó là nhập thông tin cần đánh dấu vào máy tính. Máy tính điều khiển cơ chế quét laser và XY theo chương trình được thiết kế trước, để điểm laser năng lượng cao được biến đổi bởi hệ thống quang học đặc biệt có thể quét và di chuyển trên bề mặt gia công để tạo thành các dấu.
Nhìn chung, cơ chế quét XY có 2 loại cấu trúc: một là quét cơ học, hai là quét điện kế.
Quét cơ học
Hệ thống đánh dấu quét cơ học không di chuyển chùm tia bằng cách thay đổi góc quay của gương, mà dịch chuyển tọa độ XY của gương bằng phương pháp cơ học, để thay đổi vị trí của chùm tia laser đến phôi. Cơ chế quét XY của hệ thống đánh dấu này thường được lắp lại bằng máy vẽ. Quy trình hoạt động của nó: chùm tia laser đi qua đường dẫn ánh sáng quay của gương phản xạ, sau đó qua bút sáng (thấu kính hội tụ) để chiếu vào phôi cần xử lý. Trong số đó, cánh tay bút của máy vẽ chỉ có thể di chuyển qua lại dọc theo trục x với gương phản xạ; bút sáng và gương phản xạ phía trên của nó (cả hai đều cố định với nhau) chỉ có thể di chuyển theo hướng trục y. Dưới sự điều khiển của máy tính (thường thông qua cổng song song để đưa tín hiệu điều khiển ra), chuyển động của bút sáng theo hướng Y và chuyển động của cánh tay bút theo hướng X có thể làm cho tia laser đầu ra chạm tới bất kỳ điểm nào trên mặt phẳng, do đó đánh dấu bất kỳ đồ họa và ký tự nào.
Quét Galvanometer
Hệ thống đánh dấu quét điện kế chủ yếu bao gồm laser, gương lệch XY, thấu kính hội tụ và máy tính. Nguyên lý hoạt động là chùm tia laser chiếu vào 2 gương (gương rung), và góc phản xạ của gương được điều khiển bằng máy tính. 2 gương có thể quét theo trục X và Y tương ứng, để đạt được độ lệch của chùm tia laser, để tiêu điểm laser có mật độ công suất nhất định di chuyển trên vật liệu đánh dấu theo yêu cầu cần thiết, do đó để lại dấu vết vĩnh viễn trên bề mặt vật liệu và điểm hội tụ Có thể là hình tròn hoặc hình chữ nhật.
Trong hệ thống đánh dấu bằng máy đo điện, có thể sử dụng đồ họa vector và ký tự. Phương pháp này sử dụng phần mềm đồ họa trong máy tính để xử lý đồ họa. Nó có đặc điểm là hiệu quả cao, độ chính xác tốt và không bị biến dạng, giúp cải thiện đáng kể chất lượng và tốc độ đánh dấu bằng laser. Đồng thời, phương pháp đánh dấu loại máy đo điện cũng có thể được áp dụng, rất phù hợp để đánh dấu trực tuyến. Theo dây chuyền sản xuất có tốc độ khác nhau, có thể sử dụng một máy đo điện quét hoặc 2 máy đo điện quét. So với đánh dấu mảng được đề cập ở trên, nó có thể đánh dấu nhiều thông tin dạng lưới hơn.
Nói chung, hệ thống đánh dấu quét điện kế sử dụng laser sợi quang với bước sóng làm việc bơm quang liên tục là 1.06 μm và công suất đầu ra là 10 ~ 120W. Đầu ra laser có thể là liên tục hoặc chuyển mạch Q. Phát triển RF kích thích CO2 tia laser cũng được sử dụng trong máy đánh dấu laser quét điện kế.
Máy đánh dấu quét Galvanometer đã trở thành sản phẩm chủ đạo vì phạm vi ứng dụng rộng rãi, đánh dấu vectơ và đánh dấu ma trận điểm, phạm vi đánh dấu có thể điều chỉnh, tốc độ phản hồi nhanh, tốc độ đánh dấu cao (có thể đánh dấu hàng trăm ký tự mỗi giây), chất lượng đánh dấu cao, hiệu suất niêm phong tốt của đường dẫn quang và khả năng thích ứng mạnh với môi trường. Nó đã trở thành sản phẩm chủ đạo và được coi là đại diện cho hướng phát triển của máy đánh dấu laser trong tương lai. Nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi.
Laser được sử dụng để đánh dấu chủ yếu bao gồm laser sợi quang và CO2 laser. Tia laser do laser sợi quang tạo ra có thể được hấp thụ tốt bởi kim loại và hầu hết các loại nhựa, và chiều dài bước sóng (1.06 μm) và điểm hội tụ nhỏ của nó phù hợp để đánh dấu độ phân giải cao trên kim loại và các vật liệu khác. Bước sóng của CO2 Tia laser có bước sóng 10.6 μM. Các sản phẩm từ gỗ, thủy tinh, polyme và hầu hết các vật liệu trong suốt đều có hiệu ứng hấp thụ tốt nên đặc biệt thích hợp để đánh dấu trên bề mặt không phải kim loại.
Nhược điểm của laser sợi quang và CO2 laser là hư hỏng nhiệt và sự khuếch tán nhiệt của vật liệu là nghiêm trọng, và hiệu ứng cạnh nóng thường làm cho nhãn bị mờ. Ngược lại, tia UV do laser excimer tạo ra không làm nóng vật liệu, chỉ làm bay hơi bề mặt vật liệu, tạo ra hiệu ứng quang hóa trên cấu trúc bề mặt và để lại dấu trên bề mặt vật liệu. Do đó, khi đánh dấu bằng laser excimer, cạnh của dấu rất rõ ràng. Do sự hấp thụ mạnh của tia cực tím, tác dụng của laser lên vật liệu chỉ xảy ra trên lớp bề mặt của vật liệu và hầu như không có hiện tượng cháy trên vật liệu. Do đó, laser excimer phù hợp hơn để đánh dấu vật liệu.
