حک با لیزر

حک با لیزر، روشی مدرن و دقیق است که در آن، پرتو لیزر با قدرت بالا، بخشی از سطح فلز (غیرفلز) را طبق طرح و الگوی مورد نظر گود یا به اصطلاح حک می‌کند. در این مقاله به بررسی حکاکی با لیزر، کاربردها، مزایا، معایب، برتری آن نسبت به سایر روش‌ها و موارد مرتبط با لیزر پرداخته می‌شود.

ساختار لیزر:

قبل از تعریف حک با لیزر، بهتر است ابتدا با این تکنولوژی بیشتر آشنا شویم. لیزر یک ابزار قدرتمند در ایجاد پرتوهای متمرکز و همدوس است که به دلیل دقت بالا، قابلیت استفاده در بسیاری از زمینه‌ها را دارد. لیزر Laser، مخفف عبارت:

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation است که بر اساس ترجمه گوگل یعنی: تقویت نور با انتشار تحریک‌شده تشعشع. برای درک بهتر به بررسی دقیق‌تر این عبارت می‌پردازیم:

تقویت نور (Light Amplification): به فرآیند افزایش شدت نور اشاره دارد.

گسیل تحریک‌شده (Stimulated Emission): به پدیده‌ای گفته می‌شود که در آن یک فوتون باعث می‌شود تا اتم یا مولکولی که در حالت انرژی بالاتری است، به حالت انرژی پایین‌تر برود و در این فرآیند یک فوتون جدید با همان فاز، فرکانس و جهت فوتون اولیه گسیل کند.

تابش (Radiation): به معنای انتشار امواج الکترومغناطیسی، در اینجا به معنای نور است.

سیستم لیزر شامل سه جزء اصلی است به شرح زیر می‌باشد:

محیط فعال (Gain Medium): این محیط ماده‌ای است که می‌تواند تابش تحریک‌شده را تقویت کند. محیط فعال می‌تواند جامد، مایع یا گاز باشد.

منبع انرژی (Pump Source): این منبع انرژی برای تحریک اتم‌های محیط فعال به حالت انرژی بالاتر استفاده می‌شود. 

حفره نوری (Optical Cavity): این حفره شامل دو آینه است که یکی از آنها نیمه‌شفاف است. نور بین این دو آینه منعکس می‌شود و با هر بار عبور از محیط فعال تقویت می‌شود تا زمانی که انرژی کافی برای عبور از آینه نیمه‌شفاف و ایجاد پرتو لیزری قوی را به دست آورد.

در واقع لیزر، دستگاهی اپتیکی‌ست که نور را با استفاده از این پدیده، تقویت می‌کند و نهایتا، نوری با فرکانس بالا و طول موج کوتاه در قالب یک پرتو منسجم با حداکثر انرژی، ایجاد می‌کند. این فناوری در بسیاری از کاربردها از جمله پزشکی، ارتباطات، صنعت و پژوهش‌های علمی استفاده می‌شود.

آشنایی با فرآیند حک با لیزر:

حک با لیزر، یکی از مهمترین کاربردهای این تکنولوژی در صنعت چاپ است. صاحبان کسب و کار و تولیدکنندگان به کمک این فناوری می‌توانند محصولات خود را با طرح‌، لوگو و متن‌ دلخواه، تزئین و به آن‌ها ارزش افزوده بیشتری ببخشند. به طور کلی میتوان حکاکی را در سه نوع بررسی کرد:

حکاکی سطحی: از این نوع حکاکی معمولاً برای ایجاد نقوش سطحی و تزئینی استفاده می‌کنند و عمق کمی دارد. حکاکی عمقی: در این نوع حکاکی، لیزر به عمق بیشتری از ماده نفوذ می‌کند و برای نقوش برجسته استفاده می‌شود. حکاکی رنگی: برخی از لیزرها توانایی ایجاد تغییرات رنگی در سطح مواد را دارند، که می‌تواند برای کاربردهای هنری و تزئینی مفید باشد.

مراحل انجام حک با لیزر:

طراحی: ابتدا طرح مورد نظر با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی گرافیکی آماده می‌شود.

تنظیم دستگاه: دستگاه لیزر بر اساس نوع ماده و عمق حکاکی تنظیم می‌شود.

انجام حکاکی: پرتو لیزر بر روی سطح ماده متمرکز شده و طرح را با دقت بالا روی آن حک می‌کند.

کاربرد حکاکی در صنایع:

حک با لیزر روشی است که می‌توان هر الگویی را روی سطوح مختلف فلزات (استیل و برنج)، پلاستیک، چوب، سنگ، شیشه و … حکاکی کرد. به همین دلیل این روش در بسیاری از صنایع کاربرد دارد. در ادامه به چند مورد اشاره می‌کنیم:

خودروسازی: حکاکی شماره سریال، لوگو و اطلاعات فنی روی قطعات خودرو.

جواهرسازی: ایجاد نقوش دقیق و شخصی‌سازی جواهرات و ساعت‌ها.

الکترونیک: حکاکی سریال، بارکد و اطلاعات فنی روی قطعات الکترونیکی.

بسته‌بندی: حکاکی تاریخ تولید، انقضا و اطلاعات محصول در خطوط بسته‌بندی.

تبلیغات: حکاکی لوگو و متن‌ روی سررسید و هدایای تبلیغاتی.

هنر: ایجاد طرح‌های هنری و نقوش دکوراتیو روی مواد مختلف مانند چوب، شیشه و فلز.

قطعات: بعنوان مثال می‌توان به حک سریال روی تجهیزات دندانپزشکی اشاره نمود. 

حک با لیزر چه مزایایی دارد؟

از مزایا و ویژگی‌های حک با لیزر نسبت به سایر روش‌ها، می‌توان موارد زیر را نام برد:

دقت: لیزرهای حکاکی توانایی حکاکی خطوط با ضخامت کمتر از 1دهم میلیمتر را دارند.

سرعت: حکاکی با لیزر نسبت به روش‌های سنتی سرعت بالاتری دارد و می‌تواند حجم بالایی از کار را در زمان کوتاه‌تری انجام دهد.

تکرارپذیری: این ویژگی بخصوص در انجام سفارشات دارای سریال و بارکد بسیار مفید است.

کارایی: این فناوری می‌تواند روی مواد مختلفی از جمله فلزات، پلاستیک، چوب، مولتی‌استایل، شیشه و سرامیک حک کند.

هزینه: حک با لیزر نسبت به اسیدکاری، به دلیل عدم نیاز به تهیه فیلم، شابلون، اسید و … هزینه کمتری دارد.

عدم تماس فیزیکی: حک با لیزر بدون تماس فیزیکی انجام می‌شود، بنابراین هیچ‌گونه سایش یا فشار به سطح مورد نظر وارد نمی‌شود.

دوام: نقوش حکاکی شده با لیزر دارای ماندگاری و دوام بالایی هستند و در برابر عوامل محیطی مقاوم‌اند.

کاهش خطای انسانی و …

معایب حکاکی با لیزر چیست؟

این روش نسبت به حکاکی با اسید دارای معایبی نیز می‌باشد که در ادامه به آن می‌پردازیم:

اشعه لیزر: قرار گرفتن در معرض اشعه لیزر و نزدیک بودن به دستگاه، می‌تواند آسیب‌های جدی به همراه داشته باشد. کارگران و عوامل ایستاده، باید از تماس مستقیم با اشعه لیزر جلوگیری کنند. این امر نیاز به ایمنی ویژه در محیط کار دارد.

محدودیت ابعاد: دستگاه لیزر به لحاظ سایز و ابعاد حک دارای محدودیت است و در هر مرحله نهایت 20×20سانت را می‌تواند حکاکی کند.

محدودیت رنگ: در حکاکی با دستگاه لیزر، امکان رنگ کردن وجود ندارد.

تعمیر و نگهداری: در صورت نیاز به تعویض قطعات دستگاه، قیمت‌ لوازم (اگر پیدا شود) بسیار بالا و همچنین هزینه خدمات غیرقابل پیش‌بینی و هر روز گران‌تر می‌شود.

نکات مهم:

انتخاب ماده: نوع ماده‌ای که قرار است حکاکی شود، اهمیت زیادی دارد و باید با نوع لیزر سازگار باشد.

تنظیمات دستگاه: تنظیمات دقیق دستگاه شامل توان لیزر، سرعت و فرکانس باید بر اساس ماده و نوع حکاکی انجام شود.

استفاده از تجهیزات ایمنی مانند عینک محافظ و تهویه مناسب برای جلوگیری از استنشاق دود و گازهای مضر، ضروری است.

حک با لیزر در یک نگاه
کاربرد	مزایا	معایب
چوب
تزئینات، صنایع دستی	حکاکی دقیق و زیبا	حساس به رطوبت
فلز
قطعات و ابزارهای صنعتی	دوام و دقت بالا	دستگاه خاص
چرم
کیف و کفش	انعطاف پذیری	بو و آتش گرفتن
پلاستیک
قطعات الکترونیکی و هدایا	هزینه پایین و وزن کم	امکان سوختگی

انواع دستگاه‌های لیزر:

لیزرها بسته به نوع محیط فعال و روش تحریک به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:

لیزرهای گازی (Gas Lasers): این لیزرها از گازها به عنوان محیط فعال استفاده می‌کنند. مثالی از لیزرهای گازی، لیزر هلیوم-نئون (He-Ne) و لیزر کربن دی‌اکسید (CO₂) است که برای برش و جوشکاری استفاده می‌شود.

لیزرهای حالت جامد (Solid-State Lasers): این لیزرها از محیط فعال جامد مانند کریستال‌های یاقوت یا نئودیمیوم-یاقوت آلومینیوم گارنت (Nd) استفاده می‌کنند. لیزرهای حالت جامد در کاربردهای پزشکی و صنعتی بسیار رایج هستند.

لیزرهای دیودی (Diode Lasers): این لیزرها از دیودهای نیمه‌رسانا به عنوان منبع نوری استفاده می‌کنند. لیزرهای دیودی در دستگاه‌های الکترونیکی مصرفی، ارتباطات نوری و چاپگرهای لیزری کاربرد دارند. همچنین در فناوری‌های پیشرفته مانند پرینترهای سه‌بعدی نیز از  این مدل استفاده می‌شود.

لیزرهای رنگی (Dye Lasers): این لیزرها از محلول‌های رنگی به عنوان محیط فعال استفاده می‌کنند و قابلیت تنظیم طول موج را دارند. این ویژگی برای تحقیقات علمی و پزشکی بسیار مفید است.

لیزرهای فیبری (Fiber Lasers): این لیزرها از فیبر نوری به عنوان محیط فعال استفاده می‌کنند. آن‌ها دارای راندمان و توان خروجی بالایی هستند و در تجهیزات مخابراتی استفاده می‌شوند.

کاربردهای لیزر:

همان‌طور که گفته شد، لیزر یکی از فناوری‌های پیشرفته و قدرتمند است که در بسیاری از حوزه‌ها کاربرد دارد. این پدیده در سال‌های اخیر به ابزاری کارآمد در اکثر مشاغل و صنایع تبدیل شده است. در ادامه به برخی از کاربردهای لیزر اشاره می‌کنیم:

الکترونیک: حک و برش مدارهای الکترونیکی و سنسورهای اپتیکی با استفاده از لیزر پیشرفت های چشمگیری داشته است.

تحقیقات: در آزمایش‌های فیزیکی، شیمیایی، طیف‌سنجی و پژوهش‌های علمی از این فناوری بسیار استفاده می شود.

ارتباطات: برای انتقال اطلاعات در فیبر نوری از لیزر استفاده می‌شود و در مواردی مثل اینترنت به افزایش سرعت کمک می‌کند.

مصارف روزمره: کاربرد لیزر در دستگاه‌های بارکدخوان، اشاره‌گرهای لیزری و پخش‌کننده‌های دیسک‌های نوری هر روز قابل مشاهده است.

پزشکی: استفاده از لیزر در حوزه پزشکی برای جراحی‌های دقیق، از بین بردن تومور، درمان بیماری‌های پوستی، اصلاح بینایی و … رو به افزایش است.

نظامی: در ساخت تجهیزات نظامی، جاسوسی، شناسایی هدف، نمایش موقعیت، نظارت از راه دور و مواردی از این دست بسیار کارایی دارد.

اندازه‌گیری: در ابزارهای اندازه‌گیری دقیق مانند: سنجش ارتفاع، فواصل، سرعت‌ و همچنین در تلسکوپ‌ و ردیاب‌های فضایی از این فناوری استفاده می‌شود.

با توجه به ویژگی‌های منحصر به فرد دستگاه های لیزری نظیر: قابلیت کنترل شدت و جهت، کاربردهای آن در زمینه‌های مختلف به طور مداوم در حال گسترش می‌باشد و احتمالاً در آینده نیز کاربردهای جدیدی به آن اضافه خواهد شد.

جمع بندی:

حک با لیزر به دلیل دقت بالا، سرعت و کارایی، و قابلیت کار روی مواد مختلف، به یکی از روش‌های محبوب و کارآمد در صنایع مختلف تبدیل شده است. این فناوری می‌تواند به طور قابل توجهی کیفیت و سرعت تولید را افزایش دهد و امکان ایجاد نقوش دقیق و ماندگار را فراهم کند. با توجه به حجم سفارشات، بخش حکاکی با لیزر در سال ۱۳۹۰ به مجموعه‌ما اضافه شد.

برای استعلام قیمت میتوانید با شماره ۹۱۲۲۱۳۸۶۰۹ در تلگرام ارتباط برقرار کنید. لازم به ذکر می‌باشد برای محاسبه قیمت، بهتر است قطعه مورد نظر ارسال و بعد از تست نتیجه اعلام شود.