Αυτόνομα & Ενσωματώσιμα Γαλβομετρικά Συστήματα Μπλε Λέιζερ

Εισαγωγή στα Γαλβομετρικά Συστήματα Μπλε Λέιζερ για Χάραξη

Το Γαλβομετρικό Σύστημα Μπλε Λέιζερ για Χάραξη αποτελεί μια ολοκληρωμένη λύση που απαρτίζεται από πηγή λέιζερ, κεφαλή σάρωσης γαλβομέτρου, οπτικό παράθυρο f-theta, ελεγκτή και γραμμικό οδηγό. Τα συστήματά μας χρησιμοποιούν πηγή μπλε λέιζερ υψηλής ισχύος, αξιοποιώντας πολλές ημιαγώγιμες διόδους λέιζερ GaN για τη δημιουργία δέσμης λέιζερ υψηλής φωτεινότητας. Η κεφαλή σάρωσης γαλβομέτρου ευθύνεται για τη δρομολόγηση της δέσμης λέιζερ στον χώρο, χρησιμοποιώντας δύο κάτοπτρα για ταχεία μετάδοση στην περιοχή εργασίας. Το οπτικό παράθυρο f-theta λειτουργεί ως φακός εστίασης, με εστιακή απόσταση που μπορεί να επιλεγεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις επίδοσης. Ένας ενιαίος ελεγκτής διαχειρίζεται την επικοινωνία μεταξύ της κεφαλής γαλβομέτρου, του λέιζερ και του λογισμικού υπολογιστή. Ο γραμμικός οδηγός επιτρέπει κατακόρυφη μετακίνηση, διασφαλίζοντας ακριβή ρύθμιση της απόστασης εργασίας μεταξύ φακού και επιφάνειας επεξεργασίας.

Γαλβομετρικά Συστήματα Μπλε Λέιζερ της Opt Lasers

Στην Opt Lasers, τα τελευταία δύο χρόνια εστιάζουμε στην ανάπτυξη πηγών μπλε λέιζερ υψηλής ισχύος ειδικά σχεδιασμένων για εφαρμογές γαλβομετρικής σάρωσης. Προχωρώντας ένα βήμα παραπέρα, σχεδιάσαμε ολοκληρωμένα συστήματα που διατίθενται ως λύσεις έτοιμες για χρήση στη χάραξη, τη σήμανση και πολυάριθμες άλλες εφαρμογές. Τα συστήματα μας διατίθενται ως συμπαγείς μονάδες, ενσωματώνοντας ψύξη, μονάδες ελέγχου, τροφοδοσία και κάθε απαραίτητο εξάρτημα. Για να καλύψουμε διαφορετικές ανάγκες εφαρμογής, προσφέρουμε ένα εύρος επιλογών. Τα Γαλβομετρικά Συστήματα Μπλε Λέιζερ της Opt Lasers είναι διαθέσιμα σε διάφορες στάθμες ισχύος, από 15W έως 60W, και σε δύο διαφορετικά μήκη κύματος: 405nm και 450nm. Παρέχουμε επίσης διάφορες μηχανικές διαστάσεις ώστε να καλύψουμε συγκεκριμένες απαιτήσεις. Η ομάδα μας δεσμεύεται να σας βοηθήσει στην επιλογή του κατάλληλου συστήματος μπλε γαλβομετρικού λέιζερ για την εκάστοτε εφαρμογή σας.

GLE-FS-15-V GLE-FS-30-V GLE-FS-30-B GLE-FS-50-B GLE-S-30-B GLE-S-60-B GLE-S-120-B
Κεντρικό Μήκος Κύματος 405 nm 450 nm
Ελάχιστη Οπτική Ισχύς 15 W 30 W 30 W 50 W 30 W 60 W 120 W
Απόσταση Εργασίας 180 mm ή 350 mm ή 650 mm
Περιοχή Εργασίας 100 x 100 mm ή 200 x 200 mm ή 300 x 300 mm
Ελάχιστο Μέγεθος Κηλίδας1 180 um 180 um 130 um 130 um 2500 um 2500 um 2500 um
Ταχύτητα Λειτουργίας 2 έως 2000 mm/s
Ηλεκτροοπτική Απόδοση Λέιζερ 26 % 24 % 27 % 24 % 27 % 24 % 24 %
Κατανάλωση Ισχύος 150 W 200 W 200 W 300 W 200 W 300 W 600 W

1- τιμές για απόσταση εργασίας 170mm

2- για γωνίες +/- 10 μοίρες

Γαλβομετρικά Μπλε Συστήματα Λέιζερ για Καταπολέμηση Ζιζανίων με Λέιζερ

Τα Γαλβομετρικά Μπλε Συστήματα Λέιζερ μας ενσωματώνονται απρόσκοπτα με τεχνητή νοημοσύνη και ρομποτική για την ενίσχυση των αγροτικών αποδόσεων μέσω εξαιρετικά αποδοτικών, αυτοματοποιημένων διαδικασιών απομάκρυνσης ζιζανίων με λέιζερ.

Στην Opt Lasers, σας παρέχουμε τόσο έτοιμες για ενσωμάτωση όσο και προσαρμοσμένες λύσεις για να καλύψουμε τις αγροτικές σας ανάγκες. Τα προηγμένα Γαλβομετρικά Μπλε Συστήματα Λέιζερ για Καταπολέμηση Ζιζανίων έχουν σχεδιαστεί ώστε να μεγιστοποιούν την απόδοση, να μειώνουν το κόστος εργασίας και να προάγουν βιώσιμες γεωργικές πρακτικές.

Μάθετε Περισσότερα για την Απομάκρυνση Ζιζανίων με Μπλε Λέιζερ

Blue Laser Weeding

Κύρια Πλεονεκτήματα των Γαλβομετρικών Συστήματα Μπλε Λέιζερ για Χάραξη

Ηλεκτροοπτική Απόδοση Μετατροπής

Το Γαλβομετρικό Σύστημα Μπλε Λέιζερ για Χάραξη προσφέρει ανώτερη ηλεκτροοπτική απόδοση μετατροπής σε σύγκριση με άλλα συστήματα. Ενώ τόσο οι γαλβομετρικά μπλε όσο και οι γαλβομετρικά ινώδη λέιζερ παρέχουν παρόμοια απόδοση (20-30%), τα γαλβομετρικά λέιζερ CO2 έχουν απόδοση μόνο 6-7%. Επιπρόσθετα, τα λέιζερ CO2 απαιτούν ισχυρά ψυκτικά/ψύκτες, μειώνοντας περαιτέρω τη συνολική απόδοση. Με την αξιοποίηση συστήματος μπλε γαλβομετρικού λέιζερ, μπορείτε να μειώσετε σημαντικά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και τα λειτουργικά κόστη, καθιστώντας το πιο οικονομική λύση για γραμμές παραγωγής.

Αποδοτικότητα Επεξεργασίας Υλικών

Το μήκος κύματος του μπλε γαλβομετρικού λέιζερ εξασφαλίζει υψηλότερους ρυθμούς απορρόφησης για ένα ευρύ φάσμα υλικών σε σχέση με τα ινώδη και τα λέιζερ CO2. Το χαρακτηριστικό αυτό είναι ιδιαίτερα εμφανές σε τεχνικά κεραμικά υλικά όπως Αλουμίνα (Al2O3), Καρβίδιο Βορίου (B4C), Καρβίδιο Πυριτίου (SiC), Διβορίδιο Τιτανίου (TiB2) και Καρβίδιο Βολφραμίου (WC). Επιπλέον, τα γαλβομετρικά μπλε λέιζερ υπερτερούν στην επεξεργασία ξύλου, υφασμάτων, δέρματος, μετάλλων και οργανικών υλικών. Οι ενισχυμένοι ρυθμοί απορρόφησης διασφαλίζουν αποτελεσματική και αποδοτική επεξεργασία υλικών.

Εφαρμογές των Γαλβομετρικών Συστήματα Μπλε Λέιζερ για Χάραξη

Τα γαλβομετρικά συστήματα μπλε λέιζερ για χάραξη βρίσκουν εφαρμογές σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών. Αν και η βιομηχανική χρήση με απαιτήσεις ταχείας επεξεργασίας αποτελεί συνήθη εφαρμογή, τα συστήματα αυτά αξιοποιούνται επίσης σε αγροτικό, ιατρικό και ερευνητικό τομέα. Η λίστα εφαρμογών διευρύνεται συνεχώς, με νέες χρήσεις να προκύπτουν κάθε χρόνο. Δημοφιλείς εφαρμογές αποτελούν η σήμανση τροφίμων, φρούτων & λαχανικών, η επεξεργασία φυτών, καλλιεργειών και ζιζανίων με λέιζερ, η χάραξη σε ξύλο, κεραμικά, πλαστικά και μέταλλα.

Αναλυτικά τα Πλεονεκτήματα του Μπλε Γαλβομετρικού Λέιζερ

Σε αντίθεση με άλλους τύπους γαλβομετρικών χαρακτών λέιζερ, ένας μπλε γαλβομετρικός χαρακτικός λέιζερ (δηλαδή ένα γαλβομετρικός χαρακτικός λέιζερ που χρησιμοποιεί λέιζερ module με μήκος κύματος 445 nm έως 450 nm) παρέχει απαράμιλλή ακρίβεια και αποδοτικότητα διαδικασιών. Η απόδοση χάραξης για κάθε γαλβομετρικό χαρακτικό λέιζερ εξαρτάται κυρίως από δύο παραμέτρους:

1. Ηλεκτροοπτική απόδοση μετατροπής του γαλβομετρικού χαρακτικού λέιζερ.

Αυτή η πρώτη παράμετρος περιγράφει πόση ηλεκτρική ισχύ απαιτείται ώστε το γαλβομετρικό λέιζερ να παράγει δεδομένη οπτική ισχύ εξόδου.

Παρότι τα γαλβομετρικά μπλε λέιζερ και τα γαλβομετρικά ινώδη έχουν συγκρίσιμα ποσοστά ηλεκτροοπτικής απόδοσης (25-30%), τα γαλβομετρικά λέιζερ CO2 διαθέτουν απόδοση μόνο 6-7%. Σημαντικό είναι ότι το 6,5% αφορά την αποδοτικότητα μόνο της σωλήνας CO2 και δεν λαμβάνει υπόψη την υψηλή ενεργειακή απαίτηση του ψύκτη που απαιτεί η σωλήνα αυτή. Άρα, πρακτικά, η συνολική απόδοση είναι ακόμα χαμηλότερη.

Ένας τυπικός ψύκτης λέιζερ CO2 έχει συντελεστή απόδοσης (COP) 3 έως 5. Ο συντελεστής αυτός δείχνει την αναλογία του αποβληθέντος θερμικού φορτίου προς την ηλεκτρική ενέργεια που καταναλώνει ο ψύκτης. Με ηλεκτροοπτική απόδοση 6,5%, αυτό σημαίνει ότι μια γαλβομετρική διάταξη CO2 3 kW (3000 Watt ηλεκτρικής κατανάλωσης) αποδίδει 195 Watt οπτικής ισχύος. Τα 2805 Watt αποβάλλονται ως θερμότητα προς διάχυση από τον ψύκτη. Με COP 3-5, δηλαδή ο ψύκτης 3 kW θα καταναλώσει επιπλέον 935 έως 561 Watt. Έτσι, η συνολική ηλεκτροοπτική απόδοση ενός συστήματος γαλβομετρικού λέιζερ CO2 κυμαίνεται μεταξύ 4,96% (=195/3935) και 5,48% (=195/3561).

Αντιστοίχως, τα γαλβομετρικά λέιζερ ινών και μπλε λέιζερ επιτυγχάνουν συνολική ηλεκτροοπτική απόδοση 20-25%.

Λαμβάνοντας ένα εικοσαετές διάστημα λειτουργίας 10.000 ωρών και τιμή kWh $0.24, ένα λέιζερ CO2 200 W (με κατανάλωση 3935 W) απαιτεί πρόσθετο κόστος ενέργειας $9444. Την ίδια περίοδο, ένα γαλβομετρικό λέιζερ για χάραξη με μπλε λέιζερ module 200 W καταναλώνει μόνο $1920-$2880. Αναλογικά, ένας χαρακτικός μπλε γαλβόμετρο 50 W καταναλώνει $480-$720 σε 10.000 ώρες. Με τα κόστη λειτουργίας, η χρήση χαρακτικού μπλε γαλβομετρικού λέιζερ σε παραγωγική γραμμή είναι σαφώς πιο οικονομική σε σχέση με CO2 γαλβομετρικό λέιζερ, ακόμη και αν το μήκος κύματος του CO2 έχει 40% υψηλότερο ρυθμό απορρόφησης για δεδομένο υλικό. Έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο (ή περισσότερα) γαλβομετρικά μπλε λέιζερ αντί ενός CO2, αυξάνοντας παράλληλα τη βιομηχανική απόδοση και τις οικονομίες κλίμακας.

2. Ρυθμός Απορρόφησης του Επεξεργαζόμενου Υλικού για το Μήκος Κύματος του Λέιζερ

Η δεύτερη παράμετρος περιγράφει πόσο από την εισερχόμενη δέσμη λέιζερ απορροφάται και μετατρέπεται σε ωφέλιμη εργασία. Αυτό ποικίλει ανάλογα το υλικό, ωστόσο για τη συντριπτική πλειοψηφία υλικών, το μπλε μήκος κύματος γαλβομετρικού λέιζερ παρουσιάζει υψηλότερο βαθμό απορρόφησης σε σχέση με τα ινώδη και τα CO2 λέιζερ.

Αυτό εμφανίζεται ιδιαίτερα στα κεραμικά, κυρίως στα τεχνικά κεραμικά (Αλουμίνα (Al2O3), Καρβίδιο Βορίου (B4C), Καρβίδιο Πυριτίου (SiC), Διβορίδιο Τιτανίου (TiB2), Καρβίδιο Βολφραμίου (WC)). Στα τεχνικά κεραμικά, η απορρόφηση της μπλε δέσμης αυξάνεται εκθετικά με τη θερμοκρασία. Στην περιοχή τήξης, η απορρόφηση σε 6H-SiC μπορεί να είναι 6000 φορές πάνω από το μήκος κύματος CO2 λέιζερ.

Απόδοση Γαλβομετρικών Λέιζερ σε Διαφορετικές Εφαρμογές Χάραξης

Χαρακτικά Γαλβομετρικά Λέιζερ σε Ξύλο & Υλικά Ξύλινης Βάσης

Για το ξύλο και τα παράγωγό του, ο γαλβομετρικός χαρακτικός μπλε λέιζερ (445-450 nm) προσφέρει την καλύτερη απόδοση λόγω σαφώς χαμηλότερου λειτουργικού κόστους σε σχέση με τα λέιζερ CO2. Τα λέιζερ ινών είναι τα λιγότερο αποτελεσματικά γαλβομετρικά λέιζερ σε αυτή την εφαρμογή, λόγω χαμηλού βαθμού απορρόφησης.

Μελέτη Περίπτωσης: Χάραξη σε Κόντρα Πλακέ, Πεύκο & Οξιά με Γαλβομετρικό Λέιζερ

Το βίντεο δείχνει έναν χαρακτικό γαλβομετρικό μπλε λέιζερ 30W να χαράζει τεμάχιο κόντρα πλακέ, διαστάσεων 8 x 2 εκ. Η διαδικασία ολοκληρώνεται περίπου μέσα σε ένα δευτερόλεπτο με το μπλε γαλβομετρικό της Opt Lasers.

Ο μπλε γαλβομετρικός χαρακτής εμφανίζει αποδοτικότητα 20-25%, ενώ σύμφωνα με τη βιβλιογραφία το μήκος κύματος 445-450 nm έχει απορροφητικότητα 68% στο πεύκο και 73% στην οξιά. Ένας χαρακτικός λέιζερ CO2 εμφανίζει συνολική ενεργειακή απόδοση 5% και το μήκος κύματος του παρουσιάζει απορρόφηση 85% και 88% αντίστοιχα στα ίδια υλικά. Άρα, απλός υπολογισμός δείχνει ότι ο μπλε γαλβομετρικός χαρακτικός λέιζερ είναι περίπου 3,4 φορές πιο αποδοτικός από λέιζερ CO2 ίδιας ισχύος. Το διάγραμμα, από σχετική επιστημονική δημοσίευση, παρουσιάζει τα ποσοστά απορρόφησης για τα υλικά αυτά.

Γαλβομετρικά Λέιζερ για Χάραξη σε Δέρμα

Η χάραξη δέρματος με λέιζερ επιτυγχάνεται με βέλτιστη απόδοση με γαλβομετρικό μπλε λέιζερ. Η επεξεργασία με γαλβομετρικό λέιζερ CO2 προκαλεί εγκαύματα, είναι αργή και κοστοβόρα. Το ινώδες γαλβομετρικό λέιζερ στα 1,06 µm εμφανίζει τις πιο χαμηλές αποδόσεις λόγω ανάκλασης του 80% της δέσμης στην επιφάνεια του δέρματος.

Μελέτη Περίπτωσης: Χάραξη Δέρματος με Γαλβομετρικό Λέιζερ

Παρακάτω μπορείτε να δείτε βίντεο με διαδικασία χάραξης δέρματος με μπλε γαλβομετρικό χαρακτικό 30 W. Η διαδικασία χάραξης ολοκληρώνεται σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο.

Ακαδημαϊκές μελέτες έχουν δείξει ότι η ανάκλαση του μπλε μήκους κύματος (445 nm) είναι μόνο 12%, ενώ για το ινώδες λέιζερ στα 1,06 µm φτάνει περίπου το 62%. Επομένως το ποσοστό απορρόφησης στο δέρμα για το μπλε λέιζερ είναι 88%. Μόνο το 38% του ινώδους λέιζερ δύναται να απορροφηθεί από το δέρμα, γεγονός που οδηγεί σε μειωμένη απόδοση χάραξης με τη συγκεκριμένη τεχνολογία. Στην πραγματικότητα, κάθε λέιζερ με μήκος κύματος μεγαλύτερο από 550 nm θα έχει χαμηλότερη απόδοση σε σχέση με ένα μπλε λέιζερ σε εφαρμογές χάραξης δέρματος.

Τα ίνας galvo λέιζερ θα έχουν χειρότερη απόδοση από το μπλε galvo λέιζερ στη χάραξη της πλειονότητας των φυσικών δερμάτων θηλαστικών και ερπετών. Αυτές οι ποικιλίες δέρματος περιλαμβάνουν δέρματα από ζώα όπως χοίρος, βοοειδή, πρόβατα, σαύρα, φίδι και κροκόδειλο. Αν και τα ίνας galvo λέιζερ έχουν υψηλότερο ποσοστό απορρόφησης σε αναγεννημένο δέρμα και δέρμα ελαφιού, ενδέχεται να έχουν παρόμοια απόδοση με ένα μπλε galvo λέιζερ στη χάραξη δέρματος ελαφιού.

Αν και δεν υπάρχουν δεδομένα απορρόφησης (ή ανάκλασης) για μήκη κύματος μεγαλύτερα από 2,5 μm, μπορεί να υποτεθεί ότι η συμπεριφορά απορρόφησης για μεγαλύτερα μήκη κύματος ακολουθεί την απορρόφηση της μελανίνης, η οποία είναι φυσική χρωστική που απαντάται στους περισσότερους οργανισμούς και ο πρωτεύων παράγοντας χρώματος του δέρματος. Η παρακάτω εικόνα δείχνει ότι η απορρόφηση της μελανίνης μειώνεται με την αύξηση του μήκους κύματος του λέιζερ. Επιπλέον, το άρθρο του Πανεπιστημίου του Cambridge για τη μελανίνη, από το οποίο προέρχεται το γράφημα, αναφέρει ότι η απορρόφηση της μελανίνης μειώνεται σχεδόν ολοκληρωτικά για μήκη κύματος άνω των 700 nm.

Galvo Λέιζερ Χαράκτες για Μέταλλα

Τα μέταλλα διαφέρουν από άλλες εφαρμογές των galvo λέιζερ, καθώς παρουσιάζουν πολύ υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Γι' αυτό, για να χαραχθεί ένα μεταλλικό υλικό αποτελεσματικά, απαιτείται είτε μια ιδιαίτερα εστιασμένη δέσμη λέιζερ με υψηλή πυκνότητα ισχύος είτε λέιζερ με υψηλή ενέργεια παλμού. Παράλληλα, το μεταλλικό υλικό πρέπει να έχει υψηλό ποσοστό απορρόφησης στο μήκος κύματος του λέιζερ που χρησιμοποιείται. Αυτό μεταφράζεται στο ότι τα πιο αποδοτικά λέιζερ για χάραξη μετάλλων είναι τα galvo λέιζερ μπλε υψηλής ισχύος, τα παλμικά ίνας galvo λέιζερ, καθώς και οι κεφαλές μπλε λέιζερ με υψηλή οπτική πυκνότητα ισχύος. Τα galvo λέιζερ CO2, αντίθετα, είναι ιδιαίτερα αναποτελεσματικά για χάραξη μετάλλων.

Μελέτη Περίπτωσης: Galvo Λέιζερ Χαράκτης Μετάλλων

Τα δύο βίντεο παρουσιάζουν μπλε galvo λέιζερ που μαρκάρει ανοξείδωτο χάλυβα και εργαλειακό χάλυβα.

Τα ποσοστά απορρόφησης διαφέρουν από μέταλλο σε μέταλλο όπως φαίνεται στο παρακάτω γράφημα. Το γράφημα παρουσιάζει τα ποσοστά απορρόφησης, για μήκη κύματος μεταξύ 200 nm και 12,8 μm, για τα πιο συνήθως χρησιμοποιούμενα μέταλλα, όπως Χαλκός, Χρυσός, Τιτάνιο, (ακάλυπτο) Αλουμίνιο, Νικέλιο και Ασήμι.

Ένα άλλο γράφημα, που ακολουθεί, παρουσιάζει τα ποσοστά ανάκλασης για διάφορα μέταλλα. Επιπλέον των υλικών που φαίνονται στο προηγούμενο γράφημα, παρουσιάζονται και άλλα μέταλλα όπως ο καθαρός Σίδηρος, Βολφράμιο, Πλατίνα, Χρώμιο, Βηρύλλιο και Μολυβδαίνιο. Ωστόσο, αξίζει να σημειωθεί ότι το γράφημα αντανακλαστικότητας δείχνει την αντανακλαστικότητα των μετάλλων με απολύτως λείες επιφάνειες, αφού όσο λιγότερο λεία είναι η επιφάνεια, τόσο περισσότερο απορροφά τα μικρότερα μήκη κύματος του λέιζερ.

Από τα δεδομένα των δύο παραπάνω γραφημάτων προκύπτει ότι το μπλε galvo λέιζερ θα είναι πιο αποδοτικό από τα galvo λέιζερ μεγαλύτερου μήκους κύματος για χάραξη όλων των προαναφερθέντων μετάλλων, εκτός του χρωμίου. Μέταλλα στα οποία το μπλε galvo λέιζερ θα είναι ιδιαίτερα αποδοτικό είναι ο Χρυσός, ο Χαλκός, η Πλατίνα και το Βολφράμιο. Αξιοσημείωτα, το μπλε galvo λέιζερ μπορεί όχι μόνο να χαράξει χαλκό, αλλά και να εκτελέσει μικροσυγκόλληση χαλκού.

Ωστόσο, στην περίπτωση του ακατέργαστου (και απολύτως λείου) αλουμινίου, ένα ίνας galvo λέιζερ με μήκος κύματος μεταξύ 500 nm και 900 nm θα είναι πιο αποτελεσματική επιλογή. Το μπλε galvo λέιζερ παραμένει ανώτερο για ακάλυπτο αλουμίνιο σε σχέση με το συνήθως χρησιμοποιούμενο ίνας galvo λέιζερ 1,06 μm.

Αξιοσημείωτα, η χάραξη βολφραμίου με μπλε galvo λέιζερ αποτελεί ιδιαίτερα αποδοτική εφαρμογή, ειδικά αν το Βολφράμιο δεν είναι λείο, όπως φαίνεται στην δεξιά εικόνα παρακάτω. Το βίντεο στην αριστερή πλευρά παρουσιάζει galvo λέιζερ μπλε 30 W να χαράσσει Βολφράμιο.

Galvo Λέιζερ Χαράκτες για Υφάσματα και Κλωστοϋφαντουργικά

Στην εφαρμογή κατεργασίας κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων και υφασμάτων με λέιζερ, το μπλε galvo λέιζερ αποτελεί επίσης καλύτερη επιλογή συγκριτικά με άλλα είδη προϊόντων galvo λέιζερ. Αυτό ισχύει τόσο για φυσικά όσο και για συνθετικά υφάσματα. Τα ίνας galvo λέιζερ 1,06 μm δυσκολεύονται με τα υφάσματα, καθώς τα περισσότερα υφάσματα αντανακλούν τα μήκη κύματος των ίνας galvo λέιζερ. Η χάραξη και κοπή υφασμάτων με galvo λέιζερ CO2 είναι επίσης εφικτή, όμως απαιτεί πολύ χαμηλότερες ταχύτητες και πολύ υψηλότερο λειτουργικό κόστος συγκριτικά με το μπλε galvo λέιζερ.

Μελέτη Περίπτωσης: Galvo Λέιζερ Χαράκτης Υφασμάτων και Κλωστοϋφαντουργικών

Το παρακάτω βίντεο παρουσιάζει galvo λέιζερ μπλε 30 W στη διαδικασία χάραξης βαμβακιού, η οποία ολοκληρώνεται σε κλάσμα του δευτερολέπτου.

Στα δύο παρακάτω γραφήματα φαίνονται τα ποσοστά ανάκλασης μήκους κύματος για διάφορα υφάσματα όπως βαμβάκι, νάιλον, ρεγιόν, πολυεστέρας, ακρυλικό, μαλλί και κασμίρ. Το φάσμα μήκους κύματος που εξετάζεται στα διαγράμματα κυμαίνεται μεταξύ 350 nm και 2,35 μm. Το ποσοστό απορρόφησης στο μήκος κύματος 450 nm του μπλε galvo λέιζερ κυμαίνεται μεταξύ 74% και 97%, με τυπική τιμή απορρόφησης το 90%.

Πρέπει ωστόσο να σημειωθεί ότι τα υφάσματα και τα κλωστοϋφαντουργικά διατίθενται σε διάφορα χρώματα. Ένα μπλε galvo λέιζερ θα χαράξει ταχύτερα όσο πιο σκούρο είναι το υλικό. Συνολικά, στην περίπτωση μπλε λέιζερ, η ταχύτητα εξαρτάται από την απόχρωση και τον τόνο του εκάστοτε υφάσματος. Τα μπλε λέιζερ θα έχουν χαμηλότερη απόδοση σε πολύ ανακλαστικά, μπλε ή λευκά υφάσματα και κλωστοϋφαντουργικά. Παρόλα αυτά, το μπλε galvo λέιζερ αποτελεί την καλύτερη λύση για χάραξη (και κοπή) υφασμάτων και κλωστοϋφαντουργικών, υπερέχοντας σε απόδοση οποιουδήποτε λέιζερ CO2 ή ίνας.

Galvo Λέιζερ Χαράκτες σε Τρόφιμα και Οργανικά Υλικά

Τα ίνας και CO2 galvo λέιζερ παρουσιάζουν δυσκολία στη χάραξη τροφίμων και της συντριπτικής πλειοψηφίας οργανικών υλικών. Αυτό συμβαίνει επειδή τα τρόφιμα και τα οργανικά υλικά έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε νερό, συχνά έως και 70%. Το νερό απορροφά το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος λέιζερ, ωστόσο μεταδίδει σχεδόν πλήρως τις μπλε δέσμες λέιζερ καθώς ο συντελεστής απορρόφησης του νερού είναι 3*10^-4 cm-1 για λέιζερ 450 nm. Για μήκος κύματος 1,06 μm, το ποσοστό απορρόφησης είναι 6000 cm-1, ενώ για δέσμη λέιζερ CO2 στα 10,6 μm η απορρόφηση είναι ακόμη υψηλότερη: 7000000 cm-1. Αυτό σημαίνει ότι σχεδόν όλη η ισχύς των δέσμες λέιζερ CO2 και ίνας καταναλώνεται στην εξαέρωση του νερού, ενώ το μπλε λέιζερ αγνοεί το περιεχόμενο νερού και χαράζει το ίδιο το οργανικό υλικό που απαιτείται, καθιστώντας τη διαδικασία πολύ ταχύτερη.

Επιπλέον, τα φυτικά είδη είναι ιδιαίτερα απορροφητικά για τις ακτίνες μπλε galvo λέιζερ. Ο ρυθμός απορρόφησης του μήκους κύματος μπλε galvo λέιζερ σε πράσινη βλάστηση φθάνει έως το 93%, όπως φαίνεται στο γράφημα παρακάτω.

Ωστόσο, υπάρχουν οργανικά υλικά για τα οποία άλλοι τύποι galvo λέιζερ είναι κατάλληλοι. Για παράδειγμα, ο υδροξυλαπατίτης (μερικές φορές λανθασμένα ως υδροξυαπατίτης) είναι βασικό συστατικό της αδαμαντίνης στα δόντια. Ο υδροξυλαπατίτης, σε ελαφρώς τροποποιημένη μορφή, αποτελεί επίσης έως το 70% του ανθρώπινου οστού. Καθώς ο υδροξυλαπατίτης απορροφά καλύτερα τη δέσμη galvo λέιζερ CO2 στα 10,6 μm, αυτό το είδος galvo λέιζερ θα είναι η βέλτιστη επιλογή για κοπή και χάραξη σε οστά και δόντια. Το γράφημα απορρόφησης μήκους κύματος για ενώσεις όπως αιμοσφαιρίνη, υδροξυλαπατίτης, μελανίνη και νερό φαίνεται παρακάτω. Δείχνει ότι το μήκος κύματος galvo λέιζερ 10,6 μm απορροφάται 10.000 φορές περισσότερο από το μπλε λέιζερ.

Ωστόσο, το ίδιο γράφημα δείχνει επίσης ότι οι μπλε λέιζερ ακτίνες απορροφώνται με τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα από την αιμοσφαιρίνη, γεγονός που καθιστά το μπλε galvo λέιζερ την πιο βέλτιστη λύση για χειρουργικές επεμβάσεις.

Galvo Λέιζερ Χαράκτες για Κεραμικά

Η κατηγορία κεραμικών περιλαμβάνει τόσο βιομηχανικά κεραμικά, όπως η Αλουμίνα ή το Διβορικούχο Τιτάνιο, όσο και φυσικές ποικιλίες πέτρας, όπως για παράδειγμα βωξίτη και μάρμαρο.

Τα κεραμικά γενικά αντιδρούν καλύτερα σε μικρότερα μήκη κύματος. Ωστόσο, τα ποσοστά απορρόφησης για διαφορετικά κεραμικά ποικίλλουν σημαντικά, με το μπλε galvo λέιζερ να αποτελεί την καλύτερη λύση για τεχνικά κεραμικά που χρησιμοποιούνται σε θωρακισμένα εξαρτήματα. Αυτό περιλαμβάνει κεραμική θωράκιση αρμάτων ή αλεξίσφαιρων γιλέκων. Μερικά από τα τεχνικά κεραμικά που χαράσσονται αποδοτικά με μπλε λέιζερ χρησιμοποιούνται επίσης σε διατρητικά βλήματα και πυρομαχικά. Στα τεχνικά κεραμικά που χρησιμοποιούνται για θωρακισμένα εξαρτήματα, η απορρόφηση στο μήκος κύματος του μπλε galvo λέιζερ, σε σχέση με galvo λέιζερ μεγαλύτερου μήκους κύματος, αυξάνεται εκθετικά με τη θερμοκρασία. Τέτοια κεραμικά είναι η Αλουμίνα (Al2O3), το Διβορικούχο Βόριο (B4C), το Καρβίδιο του Πυριτίου (SiC), το Διβορικούχο Τιτάνιο (TiB2) και το Καρβίδιο Βολφραμίου (WC).

Στην περίπτωση λιωμένης Αλουμίνας, ο ρυθμός απορρόφησης αυξάνεται δραστικά για τα μικρότερα μήκη κύματος. Η απορρόφηση του μήκους κύματος μπλε λέιζερ στη λιωμένη Αλουμίνα είναι έως και 300 φορές υψηλότερη σε σχέση με το ίνας λέιζερ, όπως απεικονίζεται στο παρακάτω γράφημα. [V.K. Bityukov et al., Absorption Coefficient of Molten Aluminum Oxide in Semitransparent Spectral Range, Applied Physics Research, Page 51, Vol. 5, January 2013. DOI: 10.5539/APR.V5N1P51].

Άλλοι τύποι galvo λέιζερ χαράκτες συχνά δυσκολεύονται με αυτά τα υλικά. Το ίνας galvo λέιζερ, αν και με μικρότερη απόδοση σε σύγκριση με το μπλε galvo λέιζερ, λειτουργεί ενίοτε καλύτερα από το CO2 galvo λέιζερ, με εξαίρεση τα κεραμικά Αλουμίνας. Παρόλα αυτά, για τα τεχνικά αυτά κεραμικά, το μπλε galvo λέιζερ προσφέρει σημαντική αύξηση στην παραγωγικότητα κατασκευής.

Το παρακάτω γράφημα παρουσιάζει τα ποσοστά απορρόφησης διαφόρων galvo λέιζερ στο Καρβίδιο του Πυριτίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι κάθε αύξηση κατά 300 βαθμούς Kelvin αντιστοιχεί σε μετατόπιση περίπου 0,2 eV στην απορρόφηση προς μικρότερα μήκη κύματος.

Επικοινωνήστε μαζί μας

EU Project

Projekt

Όνομα Δικαιούχου: TOMORROW’S SYSTEM Εταιρεία Περιορισμένης Ευθύνης

Τίτλος έργου: "Ανάπτυξη τεχνολογίας λέιζερ πηγής πολλαπλών διόδων με διόδους μήκους κύματος στην περιοχή 350-550 nm, που επιτρέπει τη μεταβολή των παραμέτρων της δέσμης λέιζερ για τη βελτιστοποίηση της κοπής, χάραξης και σύντηξης υλικών που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία."

Κωδικός συμφωνίας χορηγίας: POIR.01.01.01-00-0526/20-00

Συνολική αξία έργου: 5 253 477,21 PLN

Αξία χορηγίας: 3 751 829,24 PLN

Το έργο αρ.: POIR.01.01.01-00-0526/20 συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση με πόρους από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Έξυπνη Ανάπτυξη" 2014-2020

Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του διαγωνισμού του Εθνικού Κέντρου Έρευνας και Ανάπτυξης: 3/1.1.1/2020 Fast Track 3_2020