Mga Paraan ng Kontrol sa Heat-Affected Zone para sa mga Laser Marking Machine

Ang laser marking machine ay isang aparato na gumagamit ng mataas na density na laser beam upang lumikha ng permanenteng marka sa ibabaw ng mga materyales. Sa panahon ng pagmamarka, ang laser ay naglalabas ng init sa ibabaw ng materyal at sa paligid nito, na bumubuo ng heat-affected zone (HAZ). Ang HAZ ay maaaring magdulot ng pagbabago ng kulay, pagsusunog, o lokal na tensyon, na nakakaapekto sa kalidad ng pagmamarka. Ang artikulong ito ay nag-aanalisa sa HAZ mula sa tatlong aspeto: mekanismo ng pagbuo, mga salik na nakakaapekto, at mga paraan ng kontrol.

1. Mekanismo ng Pagbuo ng Heat-Affected Zone

Sa panahon ng laser marking, binibigyang-pokus ang sinag ng laser sa ibabaw ng workpiece sa pamamagitan ng isang sistema ng pagpo-focus. Sinisipsip ng materyal ang enerhiya ng laser, mabilis na nagkakaroon ng init, at dumaan sa lokal na pag-evaporate o pagkatunaw. Ang paligid na lugar na hindi ganap na nabubura ay nagkakaroon ng pagtaas ng temperatura dahil sa paglilipat ng init, na bumubuo sa heat-affected zone (HAZ). Ang mga pangunahing katangian ng HAZ ay kinabibilangan ng:

Dependensya sa sukat ng tuldok: Ang mas malalaking laser spot ay nagpapakalat ng init sa mas malawak na lugar, na nagreresulta sa mas malaking HAZ.

Kondaktibidad ng init ng materyal: Ang mga metal na may mataas na kondaktibidad ng init ay mabilis na nagpapakalat ng init, na nagreresulta sa mas malaking HAZ, habang ang mga materyales na may mababang kondaktibidad ng init ay nagtatabi ng init, na nagreresulta sa mas maliit na HAZ.

Enerhiya at tagal ng pulso: Ang mataas na kapangyarihan, mahabang pulso, o tuluy-tuloy na wave mode ay karaniwang nagpapataas ng pagkalat ng init.

2. Mga Salik na Nakaaapekto sa Sukat ng Heat-Affected Zone

Kapangyarihan ng Laser
Mas mataas na kapangyarihan ang nagbubunga ng mas malaking pagsipsip ng enerhiya, mas mabilis na pagtaas ng temperatura sa ibabaw, at mas malawak na pagkalat ng init, na nagpapalaki sa HAZ.

Lapad ng pulso at bilis ng pag-uulit
Ang mga laser na may maikling pulso ay nagpopokus ng enerhiya, pinipigilan ang init sa punto ng pokus at binabawasan ang HAZ. Ang mahabang pulso o mataas na bilis ng pag-uulit ay maaaring mag-ipon ng init, na nagdudulot ng paglaki ng HAZ.

Laki ng tuldok at posisyon ng pokus
Ang maliliit at tumpak na nafocus na tuldok ay nagpo-pokus ng init, na nagbubunga ng malinaw na marka. Ang malalaking tuldok o hindi tamang pagkaka-align ng pokus ay nagpapakalat ng init at nagpapalaki sa HAZ.

Bilis ng pagsusuri
Ang mabagal na pag-scan ay nagdudulot ng mas matagal na pagtambay ng laser sa iisang lugar, na nagpapataas ng pagkakabuo ng init. Ang mas mabilis na pag-scan ay binabawasan ang lokal na pagtaas ng temperatura at pumipiliit sa HAZ.

Mga katangian ng materyales
Ang kondaktibidad termal, antas ng pagsipsip, at punto ng pagkatunaw ng materyales ay direktang nakakaapekto sa pagkalat ng init. Halimbawa, ang aluminum at tanso ay may mataas na kondaktibidad termal at malaking HAZ, habang ang plastik at keramika ay may mas maliit na HAZ.

3. Mga Paraan upang Kontrolin ang Heat-Affected Zone

I-optimize ang lakas ng laser at mga parameter ng pulso
I-ayos ang kapangyarihan, lapad ng pulso, at bilis ng pag-uulit ayon sa mga katangian ng materyal upang ikonsentra ang enerhiya sa tumpok nang walang labis na pagkalat. Ang maikling mga pulso na may mataas na peak power ay epektibong nababawasan ang HAZ.

I-ayos ang sistema ng pagpo-focus
Pumili ng angkop na lens na may tamang focal length at tiyaking eksaktong nakatuon ang tumpok sa ibabaw ng materyal upang maiwasan ang pagkalat ng init. Ang mas maliit na sukat ng tuldok ay nagpapababa sa HAZ.

Pataasin ang bilis ng pag-scan
Pataasin ang bilis ng galvanometer scanner o mga yugto ng XY upang mabawasan ang oras ng laser sa isang lugar, na nagmiminimize sa lokal na pag-iral ng init.

Pagmamarka gamit ang hakbang-hakbang o maramihang pagdaan
Para sa madilim o makapal na materyales, gumamit ng maramihang pagdaan na may mababang enerhiya upang unti-unting mag-ambag ng init nang hindi nagkakaroon ng labis na HAZ.

Pantulong na paglamig
Gumamit ng hangin o tubig na paglamig habang nagmamarka upang alisin ang init sa ibabaw at kontrolin ang pagkalat nito.

Pumili ng angkop na wavelength ng laser
Ang mga materyales ay sumisipsip ng iba't ibang haba ng daluyong nang magkaiba. Ang pagpili ng angkop na haba ng daluyong ay nagpapabuti sa kahusayan ng pagmamarka at nababawasan ang pagkalat ng init, kaya kontrolado ang HAZ.

Ang heat-affected zone ay isang hindi maiiwasang pangyayari sa laser marking. Gayunpaman, sa pamamagitan ng pag-optimize ng lakas ng laser, mga parameter ng pulso, sistema ng pagpo-focus, bilis ng pag-scan, at paglalapat ng mga hakbang sa paglamig, maaaring epektibong mapanatili ang sukat ng HAZ, tinitiyak ang kalidad ng pagmamarka. Ang pagkontrol sa HAZ ay hindi lamang nagpapabuti sa kaliwanagan at katumpakan ng marka kundi nababawasan din ang pagbaluktot ng materyales at pinsala sa ibabaw, kaya ito ay isang mahalagang teknolohiya para sa mataas na presisyong laser marking.