ما هو النقش بالليزر؟ العملية، الأنواع، والدليل

في Yonglihao Machinery، أ شركة النماذج الأولية السريعة, أنا أدعم تطوير المنتج من البداية إلى النهاية. خدمات القطع بالليزر هي إحدى عملياتنا اليومية الأساسية. غالبًا ما يأتي النقش بالليزر بعد ذلك. بعد قطع القطعة، يحتاج العملاء إلى شعارات متينة، أو بطاقات هوية، أو علامات تتبع. سيركز هذا الدليل على ماهية النقش بالليزر، وكيفية عمله، وكيفية اختيار الأسلوب الأمثل لمادتك وعلامتك التجارية.

ما هو النقش بالليزر؟

النقش بالليزر عملية لا تتطلب تلامسًا. فهو يُزيل المادة لإنشاء علامة دائمة بعمق حقيقي. هذا العمق المادي هو ميزته الرئيسية. فهو يُساعد العلامات المحفورة على تحمّل التعامل والتآكل والخطوات الأخرى بشكل أفضل من العلامات السطحية فقط.

يختلف النقش بالليزر عن الوسم بالليزر. يكمن الاختلاف الرئيسي في كيفية تشكيل العلامة. قد يستخدم الوسم بالليزر تغيير لون السطح، أو الأكسدة، أو تغيرات سطح الضوء. أما النقش بالليزر، فيستخدم الاستئصال المتحكم فيه وإزالة المواد. والنتيجة أكثر ملمسًا ومتانة.

في مجال التصنيع، الهدف الرئيسي من النقش هو إمكانية التتبع. يجب أن تبقى الأرقام التسلسلية، ورموز الدفعات، والرموز ثنائية الأبعاد، ومعرفات الأصول قابلة للقراءة. يُناسب النقش الشعارات ولوحات الأسماء أيضًا. يمكنك استخدامه عندما ترغب في علامة لا تُمحى أو تتلاشى أو تتلطخ.

كيف تعمل تقنية النقش بالليزر؟

يركز النقش بالليزر الطاقة في نقطة صغيرة. يُحرك النقطة على مسار لإزالة المادة. يتحكم برنامج CNC في هذا المسار. تتحكم معلمات العملية في كمية المادة المُزالة ومظهر السطح.

تتم إزالة المواد بعدة طرق. يمكن أن تتم عن طريق الصهر والقذف، أو التبخير، أو الاستئصال بنبضات قصيرة. تختلف المواد في عملها. بعضها يتبخر بنظافة، وبعضها يذوب ويتصلب من جديد عند الحواف. أما بعضها الآخر، مثل الزجاج، فقد يُصبح متجمدًا نتيجة التكسير الدقيق المُتحكم فيه.

يعتمد العمق والتباين على كثافة الطاقة وزمن الثبات. تتأثر كثافة الطاقة بشكل رئيسي بالتركيز (حجم البقعة). يُحدد زمن الثبات بالسرعة وتداخل النبضات. لهذا السبب، قد تُحدث "القوة نفسها" علامات مختلفة تمامًا عند تغير التركيز أو السرعة.

تستخدم معظم عمليات النقش حركة نقطية أو متجهية. يملأ النقش النقطي المساحات سطرًا تلو الآخر، تمامًا مثل الطابعة. ويُستخدم غالبًا للنصوص المملوءة والصور والشعارات المصمتة. أما النقش المتجهي فيرسم الخطوط والمنحنيات. وغالبًا ما يكون أسرع عندما يكون العمل الفني في الغالب عبارة عن خطوط خارجية.

الأنواع الرئيسية للنقش بالليزر

يساعدك هذا القسم في اختيار نوع الليزر. اعتمد في اختيارك على المادة ونوع العلامة التي تحتاجها.

النقش بالليزر الأليافي

تُعد ليزرات الألياف (حوالي ١٠٦٤ نانومتر) خيارًا عمليًا لنقش المعادن. تمتص المعادن طولها الموجي جيدًا. وهي مثالية للأرقام التسلسلية، ورموز مصفوفة البيانات، ومعرفات القطع المتينة. كما أنها مثالية للفولاذ المقاوم للصدأ، والألومنيوم، والنحاس، والعديد من السبائك. كما أنها تتدرج بسلاسة من قطع فردية إلى قطع متكررة. تكون العملية مستقرة بمجرد التحكم في التركيب والتركيز.

الحدود: تتطلب المعادن العاكسة واللمسات النهائية الحساسة للحرارة تحكمًا أكثر دقة. قد تكون أسطح النحاس وبعض أسطح الألومنيوم صعبة المعالجة. فانعكاسيتها وموصليتها الحرارية تُغيران كيفية دخول الطاقة إلى المادة. إذا كانت الإعدادات قوية جدًا، فقد تلاحظ لونًا حراريًا أو حوافًا ناعمة. قد تلاحظ أيضًا حوافًا دقيقة تشبه النتوءات. عندما يكون المظهر مهمًا، اضبطه أولًا لضمان سهولة القراءة. ثم أضف العمق بعناية من خلال تمريرات متعددة بدلاً من تمريرة واحدة ثقيلة.

النقش بالليزر ثاني أكسيد الكربون

ليزر ثاني أكسيد الكربون (حوالي ١٠٫٦ ميكرومتر) هو الأنسب للمواد غير المعدنية. تمتص العديد من المواد العضوية هذا الطول الموجي جيدًا. ينقش هذا الليزر على الخشب والورق والجلد والأكريليك بتباين بصري رائع. أما بالنسبة للعلامات والهدايا ولوحات الأسماء على المواد غير المعدنية، فغالبًا ما يُعطي ثاني أكسيد الكربون نتائج سريعة ونظيفة.

الحدود: ثاني أكسيد الكربون ليس الخيار الأمثل للمعادن العارية بدون طلاءات خاصة. على الخشب، ينتج التباين من الحرق المُحكم. لذا، يؤثر التحكم في الدخان على نظافة العلامة. على الأكريليك، يمكنك الحصول على علامة مصقولة واضحة. لكن التحكم في الحرارة مهم لتجنب الخشونة، خاصةً على الألواح الرقيقة.

النقش بالليزر الثنائي

ليزرات الدايود أنظمة مدمجة. يمكنها نقش العديد من المواد بمستويات تتراوح بين الخفيفة والمتوسطة. تُستخدم غالبًا حيث تكون المساحة والميزانية عاملين أساسيين. كما تُستخدم أيضًا عندما لا تكون متطلبات الإنتاج عالية. يمكنها العمل على المعادن المطلية، وبعض أنواع البلاستيك، والخشب.

الحدود: للنقش العميق على المعادن، قد تكون الثنائيات أبطأ. أما بالنسبة للعلامات الصناعية عالية الكثافة، فهي أقل تسامحًا. إذا كنت بحاجة إلى علامات تتبع متينة على المعدن، فعادةً ما تكون الألياف خيارًا أكثر أمانًا. إذا كنت تنقش بشكل أساسي على اللافلزات للحصول على تباين قوي، فإن ثاني أكسيد الكربون خيار شائع للسرعة.

ما هي المواد التي يمكنك النقش عليها؟

يمكنك نقش العديد من المواد. يجب أن يتوافق طول موجة الليزر وطاقته مع كيفية امتصاص السطح للحرارة. في الأعمال الفعلية، أُصنّف المواد إلى ثلاث فئات: سهولة النقش، وحذر النقش، وتجنبه. هذا يضمن ثبات النتائج وسلامة مساحة العمل.

تشمل المواد الشائعة "ذات النقش الجيد" الخشب، والعديد من أنواع البلاستيك (غير البلاستيكية)، والجلد، والعديد من أنواع الفولاذ. كما يتميز الألومنيوم المؤكسد بنقش جيد. غالبًا ما تحتاج المعادن إلى ليزر الألياف للحصول على نتائج جيدة. يمكن نقش الزجاج، لكن طريقة النقش تختلف. قد ينتج المظهر "المتجمد" عن التكسير الدقيق، وليس الإزالة الدقيقة. يجب عليك التحكم في الضغط والنمط لتجنب التقطيع.

تجنب المواد التي تُنتج نواتج ثانوية ضارة عند تسخينها. يُعدّ كلوريد البوليفينيل (PVC) مثالاً واضحاً على ذلك. إذ يُمكن أن يُطلق غازات تحتوي على الكلور، وهي خطرة على الأشخاص والمعدات. كما يُمكن للمواد التي تحتوي على الهالوجينات، أو بعض الراتنجات، أو بعض المركبات أن تُصدر أبخرة كريهة. في حال الشك، يُرجى التأكد من درجة جودة المادة بدقة قبل النقش.

كيف نختار أسلوب النقش

أسرع طريقة لاختيار الإعداد هي: أولاً، المادة، ثم متطلبات العلامة، ثم سرعة الإنتاج. إذا كانت المادة معدنية، وكان يجب أن تكون العلامة متينة، فالألياف هي نقطة البداية. أما إذا كانت المادة عضوية أو أكريليكية، وترغب في تباين قوي، فغالباً ما يكون ثاني أكسيد الكربون هو الخيار الأبسط.

بعد ذلك، حدد متطلبات العلامة. فكّر في التباين والعمق والحجم والموقع. يتطلب الشعار على سطح تجميلي جودة حواف جيدة وتحكمًا حراريًا. يجب أن يكون الرقم التسلسلي للتتبع واضحًا بعد الاستخدام والتنظيف.

بعد ذلك، تحقق من احتياجاتك من وقت الدورة. يمكن استخدام إعدادات أبطأ وأنظف في عمليات الطباعة القصيرة. أما الكميات الأكبر فتتطلب عملية طباعة مستقرة تتوافق مع تغييرات الدفعات وتغيرات حالة السطح.

استخدم هذا قبل ضبط المعلمات:

• تم تأكيد المادة والدرجة الدقيقة (لا تخمين).
• حدد هدف العلامة: التباين فقط أو العمق.
• تم تحديد نوع الرسم البياني: تعبئة نقطية أو خطوط متجهة.
• تم تحديد خطة التثبيت: جزء لا يمكن أن يتحول.
• تم التحقق من السلامة: التهوية وحماية العين.

أساسيات قابلية قراءة الكود ثنائي الأبعاد

لضمان إمكانية التتبع الصناعي، يجب أن يبقى الكود ثنائي الأبعاد قابلاً للقراءة بعد جميع الخطوات. هذا يعني أن التصميم مُصمم للمسح الضوئي، وليس فقط للشكل.

المنطقة الهادئة ضرورية. اترك هامشًا نظيفًا حول الكود. هذا يساعد الماسح الضوئي على تحديد الحواف. إذا زحمتَ الكود بحدود أو زخارف، فسيصبح فك التشفير غير مستقر. تعامل مع المنطقة الهادئة كمساحة محمية.

يجب أن يتناسب حجم الوحدة مع نقطة الليزر وتشطيب السطح. إذا كانت الوحدات قريبة جدًا من حجم نقطة شعاع الليزر، فستكون الزوايا مستديرة. قد تتداخل الخلايا، ويصبح الكود "ضوضاء رمادية" للماسحات الضوئية. إذا كانت المساحة ضيقة، فمن الأفضل تكبير الكود قليلاً بدلًا من إجبار وحدات صغيرة.

يمكن لخطوات ما بعد المعالجة إزالة التباين أو تغيير الشكل. خطط لذلك. يمكن للتفجير أن يُنعم الملامح الدقيقة. يمكن للطلاء أن يملأ الخلايا السطحية. يمكن للأكسدة الأنودية أن تُغير انعكاسية الضوء. إذا كان سيتم تفجير القطعة أو طلائها، ركّز على شكل يبقى على حاله.

قاعدة التحقق العملي: اختبر المسح الضوئي تحت نفس الضوء والزاوية التي يستخدمها مشغّلوك. إن أمكن، اختبر بعد المعالجة اللاحقة الفعلية، وليس فقط على الجزء الخام. عادةً ما يكون التشغيل التجريبي الصغير أسرع من إعادة تصحيح دفعة كاملة.

المشاكل الشائعة وأفضل الممارسات

معظم أعطال النقش ناتجة عن أخطاء في التركيز، أو عدم ثبات التركيبات، أو ارتفاع درجة الحرارة. تختلف الأعراض باختلاف المواد، لكن الأسباب الجذرية واحدة. أصلح الأساسيات أولًا.

من الأفضل تثبيت التركيب والتركيز قبل ضبط العمق. فالإعداد المستقر أفضل دائمًا من الإعدادات القاسية. إذا لم تكن النتائج متساوية على طول القطعة، فتحقق أولًا من الاستواء وارتفاع Z والتركيز.

التفكير في نافذة المعلمات

تُستمد النتيجة الثابتة من نافذة المعلمات، وليس من "أفضل إعداد" واحد. تُحدد العلامة بناءً على الطاقة المُولَّدة لكل منطقة. ويتأثر ذلك بحجم البقعة (التركيز) ومدة الثبات (السرعة + التداخل).

القوة والسرعة ثنائيان. القوة ترفع مدخلات الطاقة، والسرعة تتحكم في مدة بقاء هذه الطاقة على السطح. إذا رفعت القوة دون رفع السرعة، تتراكم الحرارة. قد تلين الحواف ويزداد احتمال الاحتراق. إذا رفعت السرعة دون زيادة الطاقة، ينخفض التباين.

يُغيّر التردد كيفية تكديس النبضات وكيفية إحساس السطح بالحرارة. قد يُحوِّل التداخل المفرط إزالة الهشاشة إلى إعادة تسخين، مما يُؤثر سلبًا على تحديد الحواف. كما أن قلة التداخل قد تُؤدي إلى خطوط منقطة وملمس غير مُستوٍ.

التركيز مُضاعِفٌ خفي. يُغيّر حجمَ البقعة وكثافةَ الطاقةِ فورًا. خطأٌ بسيطٌ في التركيز يُمكن أن يُوسّعَ البقعةَ ويُخفّضَ شدةَ الذروة. هذا يُمكن أن يجعلَ "الإعداداتِ نفسها" تعملُ كعمليةٍ مُختلفة. إذا لاحظتَ نتائجَ غيرَ مُتساوية، فتحقق من التركيزِ والتوازنِ قبلَ لمسِ الطاقة.

خاتمة

النقش بالليزر عملية مُحكمة تُزيل المواد. يُنتج علامات دائمة ومتينة بعمق حقيقي. عملية الاختيار بسيطة: طابق الليزر مع المادة واستراتيجية الحركة مع العمل الفني. ثم ثبّت النتائج من خلال التحكم بالتركيز والاستخراج الآمن. إذا كنت تستخدم Yonglihao Machinery للقطع بالليزر، فسيكون النقش الخطوة التالية الطبيعية. فهو يُضيف إمكانية التتبع والتعريف دون الحاجة إلى أدوات إضافية لقطعة واحدة أو لتكرار التصنيع.

قراءة إضافية: القطع بالليزر مقابل النقش بالليزر

التعليمات

هل "النقش بالليزر" هو نفسه العلامة بالليزر؟

لا، النقش يُزيل المادة ويُضفي عمقًا. قد يُغيّر وضع العلامات السطح فقط. يؤثر هذا الاختلاف على متانة العلامة وقدرتها على تحمل التآكل.

ما هو الليزر الأفضل لنقش الأجزاء المعدنية؟

في معظم الحالات، يُعدّ ليزر الألياف أفضل نقطة انطلاق للمعادن. فهو فعّال وقابل للتكرار، ويُستخدم غالبًا لعلامات التتبع.

هل يمكنني النقش بالليزر على أي نوع من البلاستيك؟

لا. يجب تجنب بعض أنواع البلاستيك، إذ قد تُطلق أبخرة ضارة. ومن الأمثلة المعروفة على ذلك مادة PVC.

لماذا لا يكون النقش الخاص بي عميقًا بدرجة كافية حتى عند استخدام الطاقة العالية؟

غالبًا ما تكون المشكلة في التركيز أو السرعة أو التداخل، وليس فقط في القوة. إذا لم تكن النقطة المحورية في المكان الصحيح، تتشتت الطاقة وينخفض العمق.

هل يؤثر النقش بالليزر على تحمل الأجزاء؟

يُمكن ذلك. يُزيل النقش المادة وقد يُضيف حرارةً موضعية. إذا كانت العلامة على سطحٍ حساس، فتحكم في عمقها. أبقِها بعيدًا عن الختم أو ميزات التركيب.