העיקרון הבסיסי של מערכת סימון לייזר הוא שקרן לייזר רציפה באנרגיה גבוהה נוצרת על ידי מחולל הלייזר, והלייזר הממוקד פועל על חומר ההדפסה, מה שגורם לחומר פני השטח להמיס או אפילו להתאדות באופן מיידי. על ידי שליטה בנתיב הלייזר על פני החומר, ניתן ליצור את הסימנים הגרפיים והגרפיים הנדרשים.
סימון לייזר מאופיין בעיבוד ללא מגע, אותו ניתן לסמן על כל משטח בעל צורה מיוחדת ללא עיוות ולחץ פנימי. הוא מתאים לסימון חומרים כגון מתכות, פלסטיק, זכוכית, קרמיקה, עץ, עור וכו'.
מערכת סימון מצב מסכה
סימון מסכה נקרא גם סימון הקרנה. מערכת סימון המסכה מורכבת מלייזר, מסכה ועדשת הדמיה. עקרון העבודה שלו הוא שקרן הלייזר המורחבת באמצעות טלסקופ מוקרנת באופן שווה על המסכה שנעשתה מראש, והאור מועבר מהחלל המגולף. הדפוס על לוח המסכה מצולם לחומר העבודה (מישור המוקד) דרך העדשה. בדרך כלל, כל דופק יכול ליצור סמן. פני השטח של החומר המוקרן בלייזר מחוממים במהירות כדי לאדות או לייצר תגובה כימית, והצבע משתנה ליצירת סימנים ברורים ומובחנים. CO2 לייזר ו-YAG לייזר משמשים בדרך כלל לסימון מצב מסכה. היתרון העיקרי של סימון מצב מסכה הוא שדופק לייזר אחד יכול ליצור סימון שלם כולל מספר סמלים בו זמנית, כך שמהירות הסימון מהירה. עבור כמויות גדולות של מוצרים, ניתן לסמן ישירות על פס הייצור. החסרונות הם גמישות לקויה וניצול אנרגיה נמוך.
מערכת סימון מערך
הוא משתמש במספר לייזרים קטנים כדי לפלוט פולסים בו זמנית. לאחר מעבר דרך המשקף ועדשת המיקוד, מספר פולסי לייזר מבטלים (מתיכים) בורות קטנים בגודל ועומק אחידים על פני החומר המסומן. כל דמות ותבנית מורכבים מהבורות השחורים הקטנים והעגולים האלה, בדרך כלל 5 נקודות במשיכות אופקיות ו-7 נקודות במשיכות אנכיות, וכך נוצר מערך של 5×7. באופן כללי, RF בעל הספק נמוך מתרגש CO2 לייזר משמש בסימון מערך, ומהירות הסימון שלו יכולה להגיע עד 6000 תווים / mu. לכן, זה הפך לבחירה אידיאלית עבור סימון מקוון במהירות גבוהה. החיסרון שלו הוא שהוא יכול לסמן רק תווי מטריצת נקודות, ויכול להגיע רק לרזולוציה של 5×7, וזה חסר אונים עבור תווים סיניים.
מערכת סימון סריקה
מערכת סימון סריקה מורכבת ממנגנון סריקה של מחשב, לייזר ו-XY. עקרון העבודה שלו הוא להזין את המידע הדרוש לסימון לתוך המחשב. המחשב שולט במנגנון סריקת הלייזר וה-XY בהתאם לתוכנית שתוכננה מראש, כך שנקודת הלייזר בעלת האנרגיה הגבוהה שהופכת על ידי מערכת אופטית מיוחדת יכולה לסרוק ולנוע על פני השטח המעובדים ליצירת סימנים.
באופן כללי, למנגנון סריקת XY יש 2 סוגי מבנה: האחד הוא סריקה מכנית, השני הוא סריקת גלוונומטר.
סריקה מכנית
מערכת סימון הסריקה המכנית אינה מזיזה את האלומה על ידי שינוי זווית הסיבוב של המראה, אלא מסיטה את קואורדינטת ה-XY של המראה בשיטה מכנית, כדי לשנות את המיקום של קרן הלייזר המגיעה לחומר העבודה. מנגנון סריקת XY של מערכת סימון זו מותקן בדרך כלל עם פלוטר. תהליך העבודה שלו: קרן הלייזר עוברת דרך הרפלקטור ההופך את נתיב האור, ולאחר מכן דרך עט האור (עדשת מיקוד) כדי לצלם על חומר העבודה המיועד לעיבוד. ביניהם, זרוע העט של הקושר יכולה לנוע רק קדימה ואחורה לאורך ציר ה-x עם הרפלקטור; עט האור והמשקף העליון שלו (שניהם מקובעים יחד) יכולים לנוע רק בכיוון ציר ה-y. בשליטת המחשב (בדרך כלל דרך היציאה המקבילה להוצאת אות הבקרה), תנועת עט האור לכיוון Y ותנועת זרוע העט לכיוון X יכולה לגרום ללייזר הפלט להגיע לכל נקודה במישור, ובכך לסמן כל גרפיקה ותווים.
סריקת גלוונומטר
מערכת סימון סריקת הגלוונומטר מורכבת בעיקר מלייזר, מראת סטייה XY, עדשת מיקוד ומחשב. עקרון העבודה הוא שקרן הלייזר תקועה על 2 מראות (מראות רוטטות), וזווית ההשתקפות של המראות נשלטת על ידי מחשב. 2 המראות יכולות לסרוק לאורך צירי X ו-Y בהתאמה, כדי להשיג את הסטייה של קרן הלייזר, כך שמוקד הלייזר בצפיפות כוח מסוימת נע על חומר הסימון בהתאם לדרישות הנדרשות, ובכך משאיר סימנים קבועים על פני החומר ונקודת המיקוד. זה יכול להיות עיגול או מלבן.
במערכת סימון הגלוונומטר ניתן להשתמש בגרפיקה וקטורית ותווים. שיטה זו משתמשת בתוכנת הגרפיקה במחשב כדי לעבד את הגרפיקה. יש לו את המאפיינים של יעילות גבוהה, דיוק טוב וללא עיוותים, מה שמשפר מאוד את האיכות והמהירות של סימון הלייזר. במקביל, ניתן לאמץ גם את שיטת הסימון מסוג גלוונומטר, המתאימה מאוד לסימון מקוון. על פי קו הייצור במהירות שונה, ניתן להשתמש בגלונומטר סורק אחד או 2 גלוונומטר סורק. בהשוואה לסימון המערך שהוזכר לעיל, הוא יכול לסמן מידע סריג נוסף.
באופן כללי, מערכת סימון סריקת הגלוונומטר משתמשת בלייזר סיבים עם אורך גל של משאבה אופטית רציפה של 1.06 מיקרומטר, והספק המוצא הוא 10 ~ 120W. פלט הלייזר יכול להיות רציף או מתג Q. ה-RF המפותח נרגש CO2 לייזר משמש גם במכונת סימון לייזר לסריקת גלוונומטר.
סימון סריקת גלוונומטר הפך למוצר המיינסטרים בגלל טווח היישומים הרחב שלו, סימון וקטור וסימון מטריצת נקודות, טווח סימון מתכוונן, מהירות תגובה מהירה, מהירות סימון גבוהה (ניתן לסמן מאות תווים בשנייה), איכות סימון גבוהה, ביצועי איטום טובים של נתיב אופטי והתאמה חזקה לסביבה. זה הפך למוצר המיינסטרים ונחשב כמייצג את כיוון הפיתוח של מכונת סימון לייזר בעתיד יש לו סיכוי יישום רחב.
הלייזר המשמש לסימון כולל בעיקר סיבי לייזר ו CO2 לייזר. הלייזר המיוצר בלייזר סיבים יכול להיספג היטב במתכת וברוב הפלסטיק, ואורך הגל שלו (1.06 מיקרומטר) ונקודת המיקוד הקטן שלו מתאימים לסימון ברזולוציה גבוהה על מתכות וחומרים אחרים. אורך הגל של CO2 לייזר הוא 10.6 מיקרומטר למוצרי עץ, זכוכית, פולימר ורוב החומרים השקופים יש אפקט ספיגה טוב, ולכן הוא מתאים במיוחד לסימון על משטח לא מתכתי.
החיסרון של סיב לייזר ו CO2 לייזר הוא שהנזק התרמי והפיזור התרמי של חומרים הם חמורים, ואפקט הקצה החם הופך את התווית לעיתים קרובות למטושטשת. לעומת זאת, אור ה-UV המופק בלייזר אקסימר אינו מחמם את החומר, אלא רק מתאדה את פני החומר, מה שיוצר אפקט פוטוכימי על מבנה פני השטח ומשאיר סימן על פני החומר. לכן, כאשר מסמנים בלייזר אקסימר, קצה הסימון ברור מאוד. בשל הספיגה החזקה של אור אולטרה סגול, השפעת הלייזר על החומר מתרחשת רק על שכבת פני השטח של החומר, ואין כמעט תופעת שריפה על החומר. לכן, לייזר אקסימר מתאים יותר לסימון חומרים.
