Đây là máy sử dụng tia laser bước sóng 10600 nm. Máy được thiết kế với hệ thống CNC (Computer Numerical Control) có thể khắc nhiều họa tiết khác nhau trên các vật liệu khác nhau chỉ bằng cách sử dụng năng lượng nhiệt của tia laser cho phép khắc bề mặt đến một độ sâu nhất định theo cách không tiếp xúc.
Máy sử dụng hệ phát laser gồm ống phóng khí CO2 làm môi trường laser, máy khắc laser CO2 chỉ có khả năng xử lý các vật liệu không phải kim loại như giấy, gỗ, da, gỗ ép, acrylic, thủy tinh, đá và nhiều thứ khác.
Nhiều tiến bộ do công nghệ laser mang lại, ví dụ như tốc độ cao, độ chính xác tối đa và tính linh hoạt, đã dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ trong ngành khắc vật liệu và làm cho các công cụ, kỹ thuật khắc truyền thống dần bị thay thế.
Tia laser có thể hoạt động tốt như các nhà điêu khắc, thợ khắc và thợ mộc, mang lại tính thẩm mỹ, chính xác, tốc độ và kinh tế hơn rất nhiều.
2. Nguyên lý hoạt động của máy khắc laser CO2
Điều gì xảy ra bên trong máy khắc laser khi bạn khắc laser lên vật liệu?
Khi chùm tia laser được phát ra từ ống phóng thủy tinh CO2 (nguồn laser) -vị trí 5, Hình 1, nó được truyền qua các gương phản xạ của hệ thống quang học – từ vị trí 1 đến vị trí 4, sau đó được hội tụ trên bề mặt vật liệu bằng thấu kính hội tụ. Mật độ năng lượng cao của chùm tia laser làm nóng điểm hội tụ, điểm này nhanh chóng bốc hơi để tạo ra một hố điểm có độ sâu và độ tương phản nhất định.
Dựa trên hình ảnh khắc lưu trữ được thiết kế trên máy tính, phần mềm CNC tự động điều khiển động cơ trên hai trục X-Y để di chuyển đầu laser trên bề mặt vật liệu từ trái sang phải, từ trên xuống dưới và qua lại.
Theo một quỹ đạo quét được xác định trước, đầu laser sẽ quét từng dòng hoặc từng điểm để khắc các nội dung pixel lớn như đồ họa hoặc khắc vector (vector theo vector) trong đó đầu laser liên tục khắc đường đi của các nét (đường thẳng và đường cong) tạo thành hình ảnh.
Vì quá trình lưu trữ thông tin được thực hiện bởi phần mềm CNC dưới dạng nhị phân, tia laser sẽ được bật tại điểm “1”và tắt tại điểm “0”.
Hình 1. Sơ đồ máy khắc laser CO2
3.Sự khác nhau giữa máy khắc laser CO2 và máy khắc laser sợi quang
Trên thực tế, đây là một trong những câu hỏi thường gặp nhất khi bạn đang cân nhắc mua máy khắc laser. Vì lý do này, chúng tôi phân tích kỹ để nêu bật các yếu tố khác biệt giữa máy khắc laser sợi quang và máy khắc laser CO2.
Khác nhau về môi trường hoạt chất, khác nhau về bước sóng laser
Máy khắc laser chủ yếu được phân biệt bởi môi trường hoạt chất tạo ra tia laser. Môi trường hoạt chất khác nhau tạo ra bước sóng laser khác nhau.
Máy khắc laser sợi quang sử dụng sợi quang hoạt chất Yb- một nguyên tố đất hiếm làm môi trường laser. Nó cho phép phát ra bước sóng 1064 nm. Trong khi máy khắc laser CO2 chứa ống chứa khí CO2 được pha tạp một lượng nhỏ khí H2 và N2, tạo ra bước sóng 10600 nm. Cả hai bước sóng đều nằm trong quang phổ hồng ngoại và mắt người không thể cảm nhận được.
Khác nhau về vật liệu khắc và ứng dụng
Theo bước sóng laser, một vật liệu nhất định sẽ hấp thụ, phản xạ hoặc thậm chí không phản ứng với chùm tia laser. Điều này ngụ ý rằng mỗi máy khắc laser CO2 và sợi quang có thể khắc một phạm vi vật liệu tương thích tùy thuộc vào mức độ hấp thụ của chúng.
Chúng tôi sẽ liệt kê các vật liệu cho từng công nghệ khắc laser để bạn có thể phân biệt rõ ràng sự khác biệt giữa chúng.
Vật liệu nào phù hợp với laser sợi quang?
Máy khắc laser sợi quang có xu hướng khắc tốt tất cả các loại kim loại như:
- thép không gỉ
- thép cacbon
- thép silic
- nhôm được anot
- coban crom
- đồng thau
- kẽm
- một số loại nhựa.
Ngành ứng dụng
Ứng dụng của nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp ô tô, thiết bị điện và kỹ thuật số, máy móc chính xác, thiết bị y tế, đồ trang sức, vật liệu xây dựng, đường ống và các ngành công nghiệp khác.
Vật liệu nào phù hợp với laser CO2?
Máy khắc laser CO2 có thể khắc các vật liệu hữu cơ như:
Gỗ, tre, da, thủy tinh, thủy tinh hữu cơ, pha lê, acrylic, sừng, đĩa giấy, đá cẩm thạch, da, cao su, nhựa.
Ngoài ra, bằng cách tăng công suất laser, máy khắc laser CO2 có thể cắt chính xác các tấm mỏng không phải kim loại như acrylic, tấm trang trí có độ dày trung bình.
Ngành ứng dụng
Máy khắc laser có ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong ngành dệt may (trang phục, thêu, vải trang trí nội thất, túi xách và quần áo da), chạm khắc bề mặt trong ngành đồ chơi, bao bì thực phẩm và bao bì thuốc, đồ nội thất bằng gốm sứ, đồ thủ công bằng gỗ, mô hình, quảng cáo, trang trí và thiết bị điện.
Sự khác nhau về thiết kế giữa máy khắc laser sợi quang và máy khắc laser CO2
Ngoài phạm vi bước sóng laser và loại vật liệu ứng dụng, còn có một tiêu chí nội tại khác phân biệt máy khắc sợi quang và máy khắc laser, đó là cấu trúc của từng máy.
Hãy xem xét máy khắc sợi quang và máy khắc laser CO2, rõ ràng là ngoại hình của chúng không giống nhau. Như chúng ta có thể thấy, nguyên lý hoạt động của đầu laser tạo nên tất cả sự khác biệt lớn này.
Máy khắc sợi quang:
Máy khắc CO2:
Như chúng ta có thể thấy, nguyên lý hoạt động của đầu laser tạo nên sự khác biệt lớn này.
Đầu laser cố định trong máy laser sợi quang, nó chỉ có thể di chuyển theo chiều dọc để điều chỉnh tiêu cự trước khi khắc. Môi trường laser thường được gắn ngay phía sau đầu laser trong vòng vài cm.
Sự khác biệt giữa máy khắc laser CO2 (ống phóng kim loại) và máy CNC Laser CO2 (ống phóng khí):
Đầu laser của máy khắc laser CO2 ống phóng khí có thể di chuyển trên toàn bộ khu vực khắc, nhờ bảng điều khiển trục X-Y. Trong cấu trúc này, ống laser được lắp ở mặt sau của máy, đòi hỏi chùm tia laser phải được truyền qua các gương phản xạ để đến được đầu laser.
4. Các dòng máy khắc laser CO2
Máy khắc laser có nhiều mẫu mã khác nhau, thông số kỹ thuật thay đổi tùy theo nhu cầu khắc laser.
Thoạt nhìn, có thể thấy rõ sự khác biệt giữa các mẫu máy khắc laser về hình dạng và kích thước, vì kích thước tổng thể sẽ phụ thuộc vào kích thước của vùng làm việc.
Các loại theo vùng làm việc
Máy khắc laser 3020
Đây là máy khắc laser để bàn có kích thước 800*500*260 mm và đi kèm với vùng làm việc 300*200 mm.
Mẫu máy nhỏ gọn này được trang bị ống thủy tinh CO2 kín, hỗ trợ hai công suất laser (40W và 50W) và hoạt động ở tốc độ khắc tối đa 500mm mỗi giây. Hơn nữa, máy này cũng có thể cắt laser và tùy thuộc vào các vật liệu khác nhau, độ dày cắt có thể đạt tới 5 mm.
Máy này hỗ trợ giao diện truyền dữ liệu trực tuyến qua máy tính.
Máy khắc laser 4040
Mẫu máy này tương thích với máy khắc laser để bàn và được khuyến nghị cho mục đích khắc laser cá nhân. Máy có diện tích làm việc 400*400mm, lớn hơn nhiều so với mẫu 3020.
Được trang bị ống thủy tinh CO2 kín, mẫu máy nhỏ gọn này hoạt động hoàn hảo ở công suất laser 40W và 50W, đạt tốc độ khắc lên đến 1000mm mỗi giây. Ngoài ra, máy khắc laser này có thể cắt tới 10mm độ dày cắt.
Hơn nữa, giao diện truyền dữ liệu của máy này là thông qua máy tính (kết nối trực tuyến).
Máy khắc laser 6040
Như tên gọi của nó, máy khắc laser cấp công nghiệp này có diện tích làm việc là 600*400mm, lớn hơn nhiều so với các mẫu máy để bàn.
Máy có ống thủy tinh CO2 với các công suất laser khác nhau từ 50W, 60W và 80W đến 100W, giúp mở rộng khả năng khắc và cắt với tốc độ khắc và cắt tối đa lần lượt là 60.000mm và 6000mm mỗi phút và độ dày cắt tối đa là 10 mm.
Dữ liệu có thể được truyền đến máy này qua ổ USB (giao diện ngoại tuyến).
Máy khắc laser 6090
Máy khắc laser này cung cấp vùng làm việc 600*900mm. Máy được cung cấp năng lượng bởi ống phóng CO2 với ba công suất (60W, 80W và 100W) do đó cho phép tốc độ tối đa là 60.000mm/phút và tốc độ cắt có thể đạt tới 6000mm/phút.
Dữ liệu cắt và khắc có thể được truyền qua ổ USB hoặc qua kết nối máy tính.
Máy khắc laser 1390
Mẫu máy này được thiết kế để hoạt động tại các địa điểm công nghiệp có diện tích làm việc lớn 1300*900mm, tương thích với nhiều loại vật liệu tương đối lớn.
Giống như mẫu máy trước, máy khắc laser này bao gồm ống thủy tinh CO2 và hỗ trợ các công suất laser sau: 80W, 100W, 130W, 150W, 180W.
Ngoài ra, máy này có tốc độ khắc và cắt tối đa là 30.000mm/phút, với độ dày cắt tối đa là 20mm.
Mẫu máy công nghiệp này hỗ trợ giao diện truyền thông USB, nhưng vẫn có tùy chọn kết nối máy tính.
Máy khắc laser 1325
Đây là máy khắc laser lớn nhất, được thiết kế đặc biệt để xử lý các vật liệu công nghiệp có kích thước rất lớn. Máy có diện tích làm việc lớn 2500*1300mm với bệ dao bằng nhôm.
Giống như mẫu máy trước, máy khắc laser 1325 bao gồm ống thủy tinh CO2 và được cung cấp năng lượng bởi 80W, 100W, 130W và 150W tùy theo nhu cầu khắc và cắt cụ thể. Cấu hình như vậy cho phép tốc độ khắc có thể đạt tối đa 60.000mm/phút và cho phép cắt ở mức 6000mm/phút.
Mẫu máy có kích thước lớn này cung cấp hai giao diện truyền thông ngoại tuyến và trực tuyến. Bạn có thể truyền dữ liệu qua ổ USB hoặc kết nối với máy tính.
5. Các linh kiện trong máy khắc laser CO2
Nguồn laser
Nguồn laser là thành phần cung cấp bước sóng laser. Về cơ bản, nguồn laser trong máy khắc laser bao gồm khí CO2 chứa trong ống thủy tinh hoặc kim loại kín, trong đó sự kích thích của các photon ánh sáng tạo ra chùm tia laser. Chính vì vậy mà máy khắc laser CO2 thường được gọi làm 2 loại là laser CO2 bóng và laser CO2 kim loại.
Bóng laser CO2
Bộ điều khiển laser
Bộ điều khiển laser bao gồm một giao diện người dùng phục vụ cho việc điều khiển thiết bị laser bằng cách thao tác trên bàn điều khiển, để thay đổi các thông số, gửi hoặc nhận đầu vào laser, bắt đầu hoặc dừng quá trình khắc laser. Hơn nữa, nó cho phép bạn định vị đầu laser theo trục XY và di chuyển trục Z lên xuống.
Giao diện người dùng là màn hình LCD hiển thị những gì người dùng đang thao tác theo thời gian thực.
Bàn làm việc
Đây là một chiếc bàn được đặt trên bề mặt của khu vực làm việc và trên đó vật liệu cần khắc hoặc cắt được đặt lên trên. Phụ kiện này rất quan trọng để đạt được chất lượng đầu ra tốt, đặc biệt là bằng cách giảm các tác dụng phụ của chùm tia laser như khói, bức xạ và xỉ.
Có nhiều loại bàn làm việc khác nhau, mỗi loại lý tưởng cho một ứng dụng nhất định. Sau đây là một số loại bàn làm việc mà bạn có thể cần cân nhắc khi mua máy khắc laser:
Bàn cắt lưới nhôm
Bàn cắt lưới nhựa
Bàn cắt thanh nhôm
Bàn hút chân không
Bàn cắt tổ ong
Trục di chuyển 2 chiều X-Y
Bộ phận điều khiển chuyển động này bao gồm trục X và Y với các động cơ và bộ điều khiển tương ứng, có nhiệm vụ chỉ đạo chuyển động của đầu laser trên khu vực khắc ở chế độ raster hoặc vector.
Độ dày khung
Khung được coi là xương sống của máy khắc laser, nếu nó mỏng manh thì toàn bộ hệ thống khắc laser sẽ không hoạt động tốt và cuối cùng có thể gây ra thời gian chết.
Đó là lý do tại sao nó phải đủ chắc chắn và dày để duy trì sự ổn định và độ chính xác của máy trong thời gian dài.
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM
Sửa chữa, bảo dưỡng máy hàn laser cầm tay
Sửa nguồn laser fiber Raycus, Max, Reci, IPG
Cấu tạo nguồn laser fiber
Cấu tạo máy khắc laser CO2
Lỗi nguồn laser fiber
Các nguồn laser fiber phổ biến trong máy cắt laser
Công nghệ khắc laser
Các lỗi máy cắt Laser fiber thường gặp và cách khắc phục