Nguyên lý làm việc của máy khắc laser cầm tay

Bộ tạo laze-tích hợp sẵn (chẳng hạn như laze sợi quang, laze CO₂; các loại khác nhau phù hợp với các vật liệu khác nhau) là thành phần cốt lõi của thiết bị. Sau khi được bật nguồn, môi trường bên trong máy phát điện (như các nguyên tố đất hiếm trong sợi quang, khí CO₂) bị kích thích bởi năng lượng điện và giải phóng các photon có bước sóng cụ thể. Những photon này được hội tụ và khuếch đại bởi một gương phản xạ để tạo thành chùm tia laser có năng lượng tập trung. Bước này tương đương với việc cung cấp “nguồn năng lượng” cho “công cụ đánh dấu” và công suất laser (ví dụ: 20W, 60W) cũng được xác định ở giai đoạn này.

Chùm tia laser được tạo ra được điều chỉnh bởi hệ thống quang học (bao gồm thấu kính hội tụ và điện kế) bên trong thiết bị:

- Thấu kính hội tụ: Hội tụ chùm tia laze phân tán thành một "điểm sáng" cực kỳ mỏng (có đường kính nhỏ bằng mức micromet). Điểm sáng càng mỏng thì độ chính xác đánh dấu càng cao.

- Điện kế (được trang bị trong một số kiểu máy): Được điều khiển bởi các hướng dẫn của hệ thống điều khiển, nó nhanh chóng thay đổi hướng phản xạ của chùm tia laze giống như một "gương nhỏ", làm cho điểm sáng di chuyển theo quỹ đạo mẫu và văn bản đặt trước. Bước này có thể so sánh với việc vẽ bằng "con trỏ laze" theo mẫu, tuy nhiên với tốc độ nhanh hơn nhiều và quỹ đạo chính xác hơn nhiều.

Trong khi đó, thiết kế đầu đánh dấu cầm tay giúp người vận hành có thể điều chỉnh linh hoạt khoảng cách giữa tiêu điểm laser và bề mặt vật liệu, đảm bảo chùm tia laser tác động chính xác lên khu vực cần đánh dấu.

Khi chùm tia laser tập trung tiếp xúc với bề mặt vật liệu, các thay đổi vật lý/hóa học khác nhau sẽ xảy ra tùy theo đặc tính của vật liệu và cuối cùng các dấu vết được hình thành. Có 3 phương thức tương tác phổ biến:

- Loại bỏ bề mặt: Năng lượng laser làm tan chảy hoặc làm bay hơi ngay lập tức lớp bề mặt của vật liệu (chẳng hạn như lớp oxit trên bề mặt kim loại, lớp bề mặt nhựa), để lộ lớp nền có màu khác bên dưới, tạo thành dấu "khắc" (ví dụ: số sê-ri màu đen trên thép không gỉ).

- Thay đổi màu sắc: Dưới tác động của tia laze, cấu trúc phân tử của lớp bề mặt của một số vật liệu (chẳng hạn như một số loại nhựa và nhôm anodized) thay đổi, hiển thị màu khác với vật liệu ban đầu (ví dụ: nhựa trắng biến thành văn bản màu đen) và các vết có thể được hình thành mà không cần loại bỏ vật liệu.

- Biến dạng vi mô-: Laser năng lượng-thấp có thể gây ra biến dạng nhẹ của lớp bề mặt vật liệu (chẳng hạn như các vết lõm nhỏ trên bề mặt kim loại) và các dấu vết được thể hiện thông qua sự khác biệt về phản xạ ánh sáng, phù hợp với các tình huống yêu cầu độ phẳng bề mặt cao.

Toàn bộ quá trình được điều phối đồng bộ bởi hệ thống điều khiển của thiết bị. Từ khi nhận hướng dẫn "mẫu đánh dấu" cho đến khi chùm tia laze hoàn thành chuyển động quỹ đạo, chỉ mất vài mili giây đến vài giây, điều này không chỉ đảm bảo hiệu quả mà còn đạt được-độ chính xác cao và đánh dấu ổn định.