تفاوت حکاکی 2، 2/5 و 3 بُعدی با لیزر فایبر

امروزه دستگاه‌های حکاکی لیزر فایبر با سرعت بالایی توسعه یافته و بخش قابل‌توجهی از بازار را به خود اختصاص داده‌اند. تفاوت اصلی این دستگاه‌ها در کاربرد، عملکرد و اجزای دستگاه است. به‌طور کلی، دستگاه‌های لیزری به لیزر فایبر، لیزر CO₂ ، لیزر دیود و لیزر UV تقسیم می‌شوند. اما در این مقاله، تمرکز ما بر دستگاه حکاکی لیزری فایبر و بررسی تفاوت‌ حکاکی 2، 2/5 و 3 بُعدی با لیزر فایبر خواهد بود.

دستگاه‌های حکاکی لیزر فایبر 2 بعدی در صنایع مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها برای حکاکی روی فلزاتی مانند آهن، استیل، طلا، نقره، مس، برنج و آلومینیوم و همچنین برخی پلاستیک‌ها مانند ABS و غیره به کار می‌روند. به دلیل کارایی بالا، این نوع دستگاه‌ها در بازار محبوبیت زیادی دارند.

دستگاه حکاکی لیزری فایبر موجود در بازار (از جمله محصولات نگارک) می‌تواند اکثر نیازهای مارکینگ لیزری را برآورده کند. این کاربردها شامل:

حکاکی لوگو، شماره سریال، مشخصات فنی و سایر طرح‌ها بر روی فلزاتی مانند مس، آهن، استیل، تیتانیوم، آلومینیوم، طلا، نقره، برنج و آلیاژهای مختلف و همچنین روی مواد پلاستیکی مانند ABS می‌باشد.

بیشتر دستگاه‌های لیزر فایبر 2 بعدی دارای ابعاد کاری استاندارد 11 در 11 سانتی متر هستند. البته امکان استفاده از سایر لنزها برای افزایش ابعاد کاری دستگاه شامل لنز 15 در 15، 22 در 22 و 30 در 30 نیز وجو دارد. توان لازم برای حکاکی دو بعدی  نیز  20، 30 و 50 می‎‌باشد.

به دلیل توانایی در حکاکی دقیق و سرعت بالا، این دستگاه‌ها در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند و یکی از پرفروش‌ترین مدل‌های حکاکی لیزری در بازار محسوب می‌شوند.

یکی از معایب دستگاه حکاکی لیزری 2 بعدی این است که فقط می‌تواند روی سطوح صاف و مسطح حکاکی انجام دهد. برای افزایش کارایی، از سیستم روتاری استفاده می‌شود که امکان مارکینگ روی اجسام استوانه‌ای مانند لیوان، حلقه، دستبند و سایر قطعات دایروی را فراهم می‌کند. با این حال، این روش همچنان محدودیت‌هایی در حکاکی روی سطوح دایروی دارد.

به همین دلیل، دستگاه‌های حکاکی لیزری فایبر 3 بعدی و 2.5 بعدی در بازار محبوب شدند، زیرا می‌توانند نیازهای بیشتری از مشتریان را برآورده کنند.

از نظر فنی، دستگاه 2.5 بعدی به این دلیل نام‌گذاری شده است که همچنان از هد لیزری 2 بعدی استفاده می‌کند، اما دارای ستون بالابر موتوری است. در این نوع دستگاه‌ها، هد گالوو (Galvo Head) قابل‌کنترل از طریق نرم‌افزار است.

• قابلیت اجرای تمام حکاکی‌های 2 بعدی
• امکان حکاکی سه‌بعدی روی صفحات مسطح
• ناتوانی در حکاکی سه‌بعدی روی سطوح منحنی

در دستگاه‌های 2.5 بعدی، ستون بالابر باید موتوری باشد، زیرا در حین حکاکی، هد لیزر نیاز به تنظیم مجدد فوکوس دارد.

حکاکی 3 بعدی به معنای فوکوس دینامیکی است. در مقایسه با دستگاه‌های حکاکی لیزری فایبر 2 بعدی معمولی، دستگاه‌های حکاکی لیزری 3 بعدی از هد لیزری متفاوتی استفاده می‌کنند.

در دستگاه 2 بعدی از هد اسکن گالوو دو آینه‌ای استفاده می‌شود که تنها شامل دو آینه ثابت است. اما در دستگاه 3 بعدی از هد اسکن دینامیکی دو آینه‌ای و یک لنز استفاده می‌شود. لنز قابلیت حرکت به جلو و عقب دارد که فناوری کلیدی در حکاکی لیزری 3 بعدی محسوب می‌شود.

دستگاه حکاکی لیزری 3 بعدی به طور کلی در سه زمینه اصلی مورد استفاده قرار می گیرد:

این دستگاه می‌تواند روی سطوح خمیده و کروی حکاکی کند. برخلاف روش حکاکی روتاری، این نوع حکاکی دارای دقت بالاتر بوده و با تنظیم خودکار فوکوس انجام می‌شود.

از نظر گالوانومتر: گالوانومترهای دستگاه‌های 2D  و 2.5D اساساً یکسان هستند و در داخل آن‌ها دو لنز روی محورهای X و Y قرار دارد. اما در دستگاه 3D گالوانومتر بزرگ‌تر است، زیرا شامل سه لنز روی محورهای X، Y و Z است.

دستگاه 2D از برد EZCAD2.14.10 استفاده می کند.

دستگاه 3D عمدتاً با نرم‌افزار Lenmark3ds کار می‌کند.

EZCAD3 در دستگاه‌های 2.5D از ستون الکتریکی برای تحقق فوکوس خودکار استفاده می‌کند، به این صورت که در صورت ثابت بودن ارتفاع قطعه و فاصله کانونی، عدسی ارتعاشی را از طریق ستون الکتریکی تنظیم کرده و فوکوس خودکار را انجام می‌دهد.

عملکرد 2.5D در حکاکی برجسته سه‌بعدی (Relief) از این روش الهام گرفته شده و به‌نوعی تقلیدی از مکانیزم فوکوس دینامیک دستگاه 3D است.

نرم‌افزار دستگاه 2D نسخه EZCAD 2.14.10 است که رابط کاربری ساده و پایداری بالایی دارد.

دستگاه 2.5D از نرم‌افزار EZCAD3 برای حکاکی برجسته استفاده می‌کند. مدل برد کنترل آن DLC-M4-2D است.

دستگاه 3D عمدتاً از نرم‌افزار Lenmark استفاده می‌کند که مخصوص بردهای Feeltek است. همچنین نرم‌افزار BJJCZ EZCAD3 3D نیز وجود دارد، اما نرم‌افزار Lenmark 3D کاربرد گسترده‌تری دارد.

در ادامه خلاصه ای از تفاوت حکاکی 2، 2/5 و 3 بُعدی ذکر می شود:

• دستگاه 2D قابلیت‌های مارکینگ، حکاکی دوبعدی و حکاکی عمیق را دارد. حداکثر ضخامت برش حدود 2 میلی‌متر برای ورق‌های فلزی است. البته می‌توان با تنظیم دستی فوکوس، ضخامت بیشتری را برش داد، اما این ویژگی ذاتی دستگاه نیست.
• دستگاه 2.5D علاوه بر قابلیت‌های دستگاه 2D، می‌تواند حکاکی سه‌بعدی و برجسته (Relief) را نیز انجام دهد. همچنین، امکان برش ضخامت‌های بیشتر (البته نیاز به آزمایش دارد) را دارد، اما برش لبه‌های قطعه ممکن است کیفیت مطلوبی نداشته باشد.
• دستگاه 3D دارای قابلیت‌های مارکینگ، حکاکی دوبعدی، حکاکی سه‌بعدی و برجسته است، اما به دلیل تأثیر لنز میدان، توانایی برش ورق‌های فلزی با ضخامت بالا را ندارد. مزیت اصلی این دستگاه در دقت و کیفیت حکاکی آن است.

✔ اگر فقط قصد حکاکی روی سطوح مسطح را دارید و نیازی به حکاکی سه‌بعدی ندارید، دستگاه2D گزینه مناسبی است.

✔ اگر علاوه بر حکاکی مسطح، قصد انجام حکاکی برجسته روی سطح صاف را دارید، دستگاه 2.5D بهترین انتخاب است.

✔ اگر به دنبال حکاکی دقیق و سه‌بعدی روی سطوح منحنی و حجم‌های پیچیده هستید، دستگاه 3D لیزر را انتخاب کنید.