في مجالات التصنيع الصناعي والتشغيل الآلي الدقيق، يؤثر وضوح ومتانة ودقة تحديد المنتج تأثيراً مباشراً على صورة العلامة التجارية وكفاءة تتبع المنتج. وقد تم استبدال طرق الوسم التقليدية مثل الطباعة بالحبر أو النقش الميكانيكي تدريجياً بتقنيات الليزر الأكثر تقدماً. من بينها، أصبحت آلة الوسم بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية، بمزاياها الفريدة، جهازًا نجمًا في مجال الآلات الدقيقة. ستأخذك هذه المقالة في استكشاف متعمق لمبادئ ومزايا وسيناريوهات التطبيق العملي لهذه التقنية.
تستخدم آلة الوسم بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية ليزر فوق بنفسجي بطول موجي 355 نانومتر كمصدر ضوء المعالجة وتنتمي إلى تقنية "المعالجة الباردة". تختلف عن أشعة الليزر التقليدية بالأشعة تحت الحمراء (مثل ليزر الألياف 1064 نانومتر)، حيث يمكن لطول موجتها القصيرة جدًا أن تكسر الروابط الجزيئية على سطح المادة مباشرةً بدلاً من تحقيق الوسم من خلال الاستئصال الحراري. هذه الخاصية تمكنه من تحقيق وسم عالي الدقة على مستوى الميكرون دون أي تأثير حراري تقريبًا.
يمكن أن يصل الحد الأدنى للقطر الموضعي إلى 15 ميكرومتر، ويمكنه بسهولة تحقيق وسم دقيق بعرض خط يبلغ 0.01 مم، وهو مناسب للمكونات الدقيقة مثل الرقائق والرقائق.
يمكنه التعامل مع المواد التي يصعب تمييزها بالليزر التقليدي:
- بلاستيك: PET، ABS، ABS، PC، إلخ (لتجنب التشوه الحراري)
- زجاج: نقش مجاني على أغطية الهواتف المحمولة والعدسات البصرية
- المعادن: وضع علامات غير متقشرة على الألومنيوم المؤكسد والمواد المطلية
- مواد خاصة: السيراميك، والياقوت، ولوحات الدوائر المرنة
لا يتطلب أحبارًا أو كواشف كيميائية، ويتوافق مع معايير RoHS، ويمكن أن تصل سرعة الوسم إلى 7000 مم/ثانية.
إن الوسم الذي تم تشكيله من خلال التعديل على المستوى الجزيئي مقاوم لدرجات الحرارة العالية ومقاوم للتآكل ويمكنه اجتياز اختبار المتانة ISO/IEC.
- وضع رموز ثنائية الأبعاد (أقل من 2 مم²) على ألواح ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتتبع مستوى الرقاقة.
- الحفر الدقيق للطبقة العازلة للوحات الدارات المرنة.
- وضع علامة رقم تسلسلي دائم على الأدوات الجراحية لتلبية متطلبات التعقيم الخاصة بإدارة الغذاء والدواء الأمريكية.
- نقش غير مرئي لرموز مكافحة التزوير والتتبع على زجاجات الأدوية.
- شعارات ليزر غير ضارة على زجاجات مستحضرات التجميل.
- الطباعة الصديقة للبيئة لتواريخ الإنتاج على عبوات المواد الغذائية.
- رموز مكافحة التزييف المحفورة الدقيقة على المعادن الثمينة.
- النقش على مستوى النانو لرموز الحزام الماسي (عمق <5 ميكرومتر).
- 3W: مناسب للمواد اللينة مثل البلاستيك والأفلام.
- 5 - 10W: تكوين للأغراض العامة يمكنه التعامل مع المعادن/الزجاج.
- 15W+: لمتطلبات خطوط الإنتاج عالية السرعة من الدرجة الصناعية.
تضمن مقاييس الجلفانومتر عالية الجودة (مثل SCANLAB الألمانية) مع عدسات F - ثيتا أن يكون خطأ اتساق وضع العلامات في المجال الكامل <0.1%.
وهو يدعم تصميمات التفاعل بين الإنسان والآلة مثل نظام تحديد المواقع المرئي (المحاذاة التلقائية لأجهزة CCD)، وإرساء نظام MES، وواجهات التشغيل متعددة اللغات.
معدات متعددة الأطوال الموجية تجمع بين الليزر الأخضر/الأشعة تحت الحمراء لتلبية احتياجات المعالجة المختلطة للمواد المعقدة.
نظام الكشف عن العيوب بالذكاء الاصطناعي + نظام تحسين المعلمات التلقائي لزيادة معدل الإنتاجية إلى أكثر من 99.9%.
عرض النبض على مستوى البيكو ثانية (10^ - 12 ثانية) يقلل من المنطقة المتأثرة بالحرارة ويتوسع في مجالات جديدة مثل الطب الحيوي.
مع السعي الشديد نحو التصنيع الدقيق في "الصناعة 4.0"، تعيد تقنية الوسم بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية تحديد معايير تحديد المنتجات. سواء كان ذلك لتحسين كفاءة خط الإنتاج أو تحقيق وظائف ذات قيمة مضافة مثل مكافحة التزوير وإمكانية التتبع، فإن هذه التقنية تُظهر حيوية قوية. بالنسبة للشركات التي تخطط لترقية خطوط إنتاجها، قد يكون الاستثمار في آلة الوسم بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية عالية الأداء خطوة أساسية نحو التصنيع الذكي.
